As掺杂ZnO薄膜的光电子能谱研究

利用金属有机化学气相沉积法(MOCVD)在两种衬底上制备了As掺杂的ZnO(ZnO∶As)薄膜:一种是生长在溅射了一层GaAs的Al2O3衬底上(ZnO∶As∶A);另一种是直接生长在GaAs衬底上(ZnO∶As∶G)。X射线光电子能谱(XPS)的研究发现,两种方式生长的ZnO薄膜中均有As存在,紫外光电子能谱(UPS)的结果显示,这两种方式生长的薄膜中均有受主AsZn-2VZn存在,从而说明采用这种方法有利于形成p型掺杂。

小型光电编码器细分芯片的设计

为了实现在不增编码器体积和码盘刻线数的前提下提高中低精度小型光电编码器分辨力,设计了一种适用于小型光电编码器的细分芯片。首先,分析目前电子学细分方法的优缺点,折中分辨率、精度、电路复杂性和可集成性等因素,在相位调制理论基础上提出了把对空间相位位移的测量转化为对瞬时周期时间差值的测量的细分算法,并结合算法原理进行芯片架构总体设计。其次,利用Cadence软件设计了信号细分处理芯片的各个模块电路。然后,对芯片总体电路进行仿真得到调制信号瞬时周期值。最后,将细分后的测量角位移结果与理论基准值对比,并计算最终细分精度。实验结果表明：当光电编码器信号输入在1-100kHz频率范围内,该细分芯片可以实现对光电信号的0-100倍细分。在输入100kHz时细分精度达到0.4571′。与同类处理电路相比具有集成度高、细分辨向功能统一、可移植性好等特点,有一定的工程应用价值。

阵列光电池及其在增量式光电编码器的应用

为解决航空航天仪器小型化问题,以光电池阵列结构代替狭缝功能,将狭缝与光电池合二为一,使光的二次衍射变为一次衍射,以提高信号质量。由于光电池采用了阵列结构,缩小了面积,降低光源不均匀等影响,安装调试方便,有利于产业化生产和航空航天仪器的小型化。实践证明,取消狭缝,采用阵列光电池既提高了信号质量,又降低了加工成本,是增量式光电编码器的重要改进。

a-Si TFT OLED有源驱动阵列参数的优化与布图设计

主要介绍了用于有源驱动有机发光二极管显示屏的非晶硅薄膜晶体管阵列中各种电子器件参数的设计依据,通过理论计算,确定了单元像素中的各种器件参数;利用Aim spice进行模拟仿真,对器件的参数进行了优化;利用L Edit进行布图设计,完成了阵列像素的版图。该设计对小尺寸非晶硅有源驱动OLED的研究开发有一定的意义。

彩色有源OLED显示屏上像素仿真及外围驱动电路设计

有机发光二极管(O rgan ic L ight Em itting D iode,OLED)由于高对比度、高亮度、超薄、低功耗、宽视野、快响应速度等特性,日益引起人们的兴趣。通过对部分周边驱动电路集成于衬底的2英寸(5.08 cm,64×3×80)有源矩阵显示屏(Active M atrix OLED,AMOLED)上像素驱动电路的仿真,确定彩色OLED显示屏维持白平衡时R、G、B三种OLED所需的驱动电压、电流等工作参数。OLED的发光亮度和电压并不是线性关系,为了维持显示屏的色彩均衡性,对图像数据编码进行校正,保证了灰阶电压与发光亮度呈线性变化。从BMP格式的文件中提取出图像数据部分,进行数据变换,生成符合INTEL HEX文件格式并且满足D/A输出要求的数据文件,刻录到E2PROM中,完成外围驱动电路所需要的图像数据准备。AMOLED显示屏采用逐行扫描的显示方式,因此外围驱动电路的目的是要在行、列扫描有效的同时,为每个像素送入相应的灰阶数据。现在,OLED专用驱动芯片比较少见,而液晶驱动芯片具有集成度高,电压输出范围大等优点,尤其是其内部集成了数据移位寄存器、数据锁存器、D/A转换器等电路,所以设计了基于FPGA和TFT-LCD液晶驱动芯片的外围驱动电路,实现了AMOLED显示屏的彩色图像显示。

新型可溶性酞菁的合成和光致发光及电致发光性质

以3(4)-硝基邻苯二腈和对甲氧基苯酚为原料,经过两步反应合成了α(β)-四(4-甲氧基苯氧基)酞菁锌,通过谱学方法和元素分析表征了其结构.比较研究其溶液和旋涂膜的紫外可见光谱、光致发光光谱和固体薄片的光致发光光谱.并以其旋涂膜为发光层制备了电致发光器件,研究其电致发光性质.结果表明,固态酞菁材料与其溶液的荧光发射波长相比均向长波方向移动了145nm以上,而且都有不同程度的宽展.在固态下β-位取代酞菁荧光发射波长红移的程度比α-位取代酞菁大.电致发光光谱的发射波长和其旋涂膜的光致发光光谱的发射波长基本一致,大约在856和862nm左右.在固态下酞菁分子排列紧密,分子间相互作用增强导致了荧光发射波长的巨大红移.

平面双核酞菁钴中心离子价态及其性质研究

采用XPS方法确定了平面双核酞菁钴分子中两个Co离子的价态.讨论了平面双核酞菁钴分子中Co离子的价态与分子构形、配位性质、分子识别和分子整流特性等之间的联系.在平面双核酞菁钴分子中,两个Co离子具有不同的价态,Co(Ⅰ)Pc-PcCo(Ⅲ)这种分子构形使得该分子表现出一些独特的性质.在配位化学上表现出一个Co(Ⅰ)Pc-PcCo(Ⅲ)分子与三个配体形成配合物.在形成单分子膜时表现出分子的识别能力,Co(Ⅰ)Pc-PcCo(Ⅲ)表现出分子整流特性.

聚(2,5-二丁氧基)对苯乙炔的合成、表征及发光性能研究

用强碱诱导的脱氯化氢法合成了发光聚合物聚 (2 ,5 二丁氧基 )对苯乙炔 (PDBOPV) ,并与前聚物路线合成法进行了比较。脱氯化氢法具有反应时间短和产率高等优点 ,而且不需要进行高温处理 ,有利于相关器件的制备。用紫外、红外光谱和1H NMR对聚 (2 ,5 二丁氧基 )对苯乙炔进行了表征 ,测定了荧光 (PL)光谱 。

ZnO薄膜的XPS研究

利用等离子体增强型MOCVD设备 ,在C面蓝宝石上生长出了C轴取向的未退火、生长后一次退火和生长过程中多次退火的ZnO薄膜样品 ,并通过X光衍射和X光电子能谱对样品进行了表征 ,结果表明生长过程中多次退火的样品具有较高的质量 ,O/Zn原子比较大 ,且受空气中氧和水汽的影响最小。

溶剂热法直接合成酞菁铜晶体

以喹啉为溶剂,在反应釜中将1,3-二异吲哚、钼酸铵和二水乙酸铜在喹啉中反应,降至室温后得到长10.5mm针状的酞菁铜单晶,最佳的反应条件:以10mL喹啉为溶剂,于270℃反应8h,产率为51.3%.

1,11,15,25-四羟基-4,8,18,22-二(桥联二丙羧基)酞菁铜的合成及性质研究

对新型取代基酞菁和酞菁晶体合成和性质进行了研究。因为酞菁在信息、医疗、化工等众多领域有很广泛的应用,所以近百年来一直是科学家研究的热点课题。酞菁经过近百年的研究,科学家已经合成了上万种酞菁衍生物,但是,随着科技的不断进步,人类社会不断发展的需求,具有新特性的新型酞菁的获得仍是相关科技工作者孜孜以求的目标。为此,在本论文中,我们改进了合成方法,合成了新型的桥联酞菁材料:1,11,15,25-四羟基-4,8,18,22-二(桥联二丙羧基)酞菁铜,表征其结构。并研究电化学性质。首先以丙二酸和3,6-二羟基邻苯二腈为起始原料,以水为溶剂,加入浓硫酸作为催化剂,先合成前体,即丙二酸3,3′-二(6–羟基邻苯二腈)脂。然后再用丙二酸3,3′-二(6-羟基邻苯二腈)脂与一水合乙酸铜,以正戊醇为溶剂,以DBU为催化剂,合成了1,11,15,25-四羟基-4,8,18,22-二(桥联二丙羧基)酞菁铜,其分子式是C38H16N8O12Cu。对1,11,15,25-四羟基-4,8,18,22–二(桥联二丙羧基)酞菁铜进行紫外吸收及荧光光谱测定,证明合成产物是目标产物,并研究了1,11,15,25-四羟基-4,8,18,22-二(桥联二丙羧基)酞菁铜的电化学性质。

新型不对称酞菁的制备与表征

以4-(对叔丁基苯氧基)邻苯二腈、1,3-二亚胺基异吲哚啉和二水乙酸合铜为原料合成了2(3)-(对叔丁基苯氧基)酞菁铜,并通过元素分析、红外、紫外-可见光谱和质谱的表征证实产物即为目标化合物.

新型可溶性酞菁的合成及谱学性质研究

近百年来,因为酞菁在信息等很多领域都有很广泛的应用,所以一直是科学家研究的热点课题。随着科技的不断发展,人类社会不断进步的需要,具有新功能的新式酞菁合成工作,依旧是酞菁科技工作者的目标。为此,改变合成路线,合成了新型的酞菁材料:4,8,15,22-四[3,3-4(羟苯基)-3H-异苯并呋喃酮]酞菁镍(铜),3-[3,3-二(4-羟苯基)-3H-异苯并呋喃酮]邻苯二腈分别与铜和镍盐反应,以正戊醇为溶剂,用1,8-二氮杂二环(5,4,0)十一碳-7-烯(DBU)为催化剂,在一定温度下合成4,8,15,22-四[3,3-二(4-羟苯基)-3H-异苯并呋喃酮]酞菁。通过对合成产物进行测定,证明合成物质是目标产物,并研究其相关紫外光谱,荧光光谱和光致发光光谱的谱学性质。

Tb(Asprin)3Phen／SiO2壳／核型纳米材料的合成和光学性质

利用W/O微乳液方法合成了直径为40nm的具有类壳/核结构的Tb(Asprin)3Phen/SiO2纳米球。透射电子显微镜(TEM)证实了该纳米球具有尺寸均一,分散性好的特点。另外,通过TEOS与APS在微乳液中同时水解,在材料的表面引入了大量的氨基,为材料的生物应用提供了有利的条件。红外光谱(FT-IR)和光致发光光谱分析也显示了这种材料在生物领域中有着潜在的应用前景。

聚合物阵列波导光栅的制作技术

研究了聚合物阵列波导光栅AWG制作的几个关键技术。首先,为了克服反应离子刻蚀过程中单独使用光刻胶作掩膜而导致的光波导形状和尺寸偏离设计的缺点,采用了光刻胶与金属掩膜相结合的双掩膜技术进行器件制作。详细介绍了双掩膜技术制备聚合物AWG的过程,并得出铝膜作为掩膜的最佳厚度为100nm左右。测试给出了使用和没有使用双掩膜的对比结果,该结果表明使用双掩膜技术制作的波导质量明显好于单独使用光刻胶作掩膜制作的结果。其次,采用蒸气回溶技术来减小反应离子刻蚀产生的波导表面和侧壁的起伏,从而降低了波导的散射损耗。结果表明,蒸气回溶技术使所制作的波导表面的均方根粗糙度从41.307 nm降低到24.564 nm。

用于OLED的a-Si TFT有源驱动阵列保护电路的分析

在模拟与仿真的基础上,根据MOS器件的源漏击穿特性,分析了用于a SiTFT有源驱动阵列的外围保护电路的工作原理;同时根据所采用的有源OLED单元像素驱动电路的特点,确定了电源线、数据线、信号线上的相应保护电路形式。该保护电路可应用于OLED的有源驱动TFT阵列。

自持金刚石厚膜上沉积N掺杂ZnO薄膜的生长及电学特性

采用金属有机化合物气相沉积(MOCVD)两步生长法在自持化学气相沉积(CVD)金刚石厚膜的成核面上制备ZnO薄膜,并研究了薄膜的生长特性和电学特性.结果表明,在基片温度为600℃时沉积得到的ZnO薄膜表面均匀,取向较一致,为c轴取向生长.其载流子迁移率为3.79 cm2/(V.s).

退火对MOCVD法生长ZnO薄膜性能的影响

采用MOCVD方法在(001)Si衬底上生长ZnO薄膜,并在空气中800℃退火1h。生长及退火样品的XRD图谱均显示了较强的(002)ZnO衍射峰,表明ZnO薄膜为c轴高取向生长。光电子能谱(XPS)分析显示,退火后ZnO薄膜从富Zn生长变为富O生长。在样品的室温PL谱中,观察到未退火样品的紫外发射峰的中心为3.28eV,并观察到退火样品位于3.30eV的自由激子发射峰和位于3.23eV的施主-受主对的复合发光峰。实验结果表明,退火后ZnO薄膜的晶体质量得到提高。

甲氧基苯氧基取代1：3和3：1不对称酞菁锌的合成及光谱性质

以4-硝基邻苯二腈和对甲氧基苯酚为原料合成了4-甲氧基苯氧基邻苯二腈,在醋酸锌存在条件下,再将4-甲氧基苯氧基邻苯二腈和邻苯二腈按1∶9和9∶1比例混合,反应后分别得到了β-一(4-甲氧基苯氧基)酞菁锌和β-三(4-甲氧基苯氧基)酞菁锌,通过IR光谱,紫外-可见光谱和质谱表征了其结构,并讨论了取代基数目对酞菁Q带最大吸收波长的影响,结果表明,取代基数目增多,其Q带最大吸收波长红移。

MEH-PPV薄膜及其与金属喹啉配合物共混薄膜光伏特性的研究

研究了电子聚合物MEH PPV及其与金属喹啉配合物BAlq共混薄膜的光伏特性。测试结果表明:(1)共混膜中MEH PPV与BAlq发生了纳米级的相分离并形成互相渗透的结构,十分有利于光生激子离解为空穴和电子的过程及载流子在薄膜内的输运;(2)共混后的聚合物光伏器件的短路电流比共混前提高了200余倍。