基于ZnS量子点与聚合物混合层的有机双稳态器件的记忆特性及其载流子传输机制(英文)

用ZnS量子点与poly-4-vinyl-phenol(PVP)复合,通过简单的旋涂法制备了结构为ITO/ZnS∶PVP/Al的一次写入多次读取(WORM)的有机双稳态器件。器件起始状态为OFF态,通过正向电压的作用,器件由OFF态转变为ON态,并且在正向或反向电压的作用下,器件始终保持在ON态,表现出良好的一次写入多次读取的存储特性。与不含ZnS量子点的器件相比,含有ZnS量子点的器件表现出明显的双稳态特性,其电流开关比达到104,这说明ZnS量子点在器件中起到存储介质的作用。通过对器件电流-电压(I-V)特性的测试,详细讨论了器件的双稳态特性以及载流子传输机制,并且用不同的传导理论模型分析了器件在ON态和OFF态的电流传导机制。器件I-t曲线表明器件在大气环境中具有良好的永久保持特性。

前驱物[S^(2-)]/[Pb_(2+)]摩尔比对PbS纳米晶红外发光光谱的影响

采用水溶性前驱物在乙醇介质中制备了不同[S2-]/[Pb2+]摩尔比例的PbS纳米晶,利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见吸收光谱(Abs)、光致发光谱(PL)对所制备PbS纳米晶的晶体结构、纳米晶粒径、形貌以及能带结构和发光特性进行了表征,结果表明:随着前驱物[S2-]/[Pb2+]摩尔比例的提高,PbS纳米晶颗粒尺寸从3.9 nm增大到5.9 nm,发光峰值位置从1 009 nm移动到1 486 nm。通过拟合[S2-]/[Pb2+]=0.5条件下PbS纳米晶平均粒径对时间变化曲线,发现该方法下PbS纳米晶所经历的生长机制为Ostwald成熟化。运用经典纳米晶扩散控制生长模型,解释了实验中随着[S2-]/[Pb2+]的提高对溶液中纳米晶生长速率的影响。

基于ZnS：Mn^(2＋)量子点电致发光器件的制备

以多磷酸钠为分散剂,采用水相共沉淀法制备了Mn2+掺杂的ZnS量子点,通过X射线衍射(XRD)谱、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)图像、紫外-可见吸收光谱和光致发光(PL)谱等表征了ZnS:Mn2+量子点的结构、形貌和发光性能;通过对比在空气中干燥前后样品的PL谱,进一步证明了441 nm的峰是属于与硫空位相关的发射。同时,将处理后的样品分散到氯仿中,制备了单层的电致发光(EL)器件,在12 V直流电压的驱动下,在597 nm的位置观测到了Mn2+相关的特征发射。

(Y_(2.94-x)Gd_xCe_(0.06))Al_5O_(12)荧光粉的温度依赖特性研究

主要研究了Gd的掺杂浓度对(Y2.94-xGdxCe0.06)Al5O12荧光粉发射光谱的影响以及发光光谱的温度依赖特性。结果表明:室温(RT)时,随着Gd掺杂量从0增大到0.6mol,(Y2.94-xGdxCe0.06)Al5O12荧光粉发射光谱的峰值波长从530nm红移到550nm;环境温度升高时,(Y2.94-xGdxCe0.06)Al5O12荧光粉的发光强度呈快速衰减、发射光谱呈宽化趋势,且衰减速率及宽化趋势都随着Gd掺杂量的增加而加剧。采用位形坐标模型讨论认为,由于Gd3+的半径和电负性均大于Y3+,Gd3+取代Y3+后,导致发光中心的简并基态和激发态劈裂加剧,基态和第1激发态间的间距减小,激活能下降,发射光谱呈现红移现象。随着温度升高,电子和声子间的相互作用增强,非辐射跃迁增强,发光快速衰减,光谱宽化。利用发光强度、光谱宽度与温度关系公式解释了Gd掺杂量增加导致热衰减加剧、光谱宽化趋势愈加明显的现象。

基于垂直结构的有机光发射晶体管制备与性能研究

制备了一种有机垂直光发射晶体管,兼具有机发光二极管的发光和晶体管的开关调节两个功能.其结构为一个有机发光单元垂直堆叠在一个电容单元上,两单元通过一个共有的源电极连在一起.当电容单元被充电时,积累在源电极的电荷能有效地调节源极与有机层之间的载流子注入势垒,从而达到控制源漏输出电流的大小,最终控制发光单元发光的强度.实验结果表明,器件可提供0.2mA的输出电流,其大小可驱动发光单元发光,工作电压(开启电压)为6V.这种垂直集成方案,实现了器件多功能化,为有机发光二极管有源矩阵驱动的实际应用提供了一种新的解决方法.

ZnO纳米柱的可控生长及其光学性质

以高分子聚合物聚乙烯醇（PVA）为软模板，通过PVA与乙酸锌（Zn（CH3COO）2．2H2O）之间发生的离子络合反应，在PVA亚浓溶液所提供的空间位阻力作用下，经过烧结，获得了直径在15—50nm之间的呈放射状簇形排列的ZnO纳米柱．X射线衍射（XRD）表明，所得产物结晶良好，呈六方纤锌矿晶体结构．利用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）分析了不同热处理温度对产物形貌的影响，结果显示，随温度从400℃增加到700℃，ZnO纳米柱生长趋势总体趋于明显，同时产物形貌的规整性也明显变好．采用室温下光致发光（PL）光谱对制得的ZnO纳米柱的光学性能研究表明，随着温度升高，ZnO发光性能在逐渐改善，除在384nm处出现了较常见的紫外发射外，PL光谱曲线在354nm处还出现了少见报道的较强的紫外发射峰，显示出良好的紫外发光性能．

Si^(4＋)掺杂对BaZr(BO_3)_2：Eu荧光粉能量传递的影响

采用高温固相法合成了Si4+掺杂的BaZr(BO3)2:Eu红色发光荧光粉。激发光谱表明,不同Si4+掺杂浓度明显使电荷迁移态(CTS)向高能量的位置移动,且改善了样品的发光强度。分析认为,这是由于Si4+的电负性大于所取代的Zr4+,且Si4+的进入影响了Eu3+的配位数,提高了CTS向发光中心的能量传递几率。依据Judd-Ofelt理论计算的强度参数表明,随着Si4+掺杂浓度的增加,Eu3+所处格位的对称性明显降低,增大了Eu3+的跃迁几率,从而改善了发光强度。计算Eu3+间的能量传递几率发现,在掺杂浓度为5%时,Eu3+间的能量传递几率很小,其对荧光粉的发光影响不大。

温度对Er^(3+)掺杂ZBLAN透明玻璃斯塔克能级跃迁的影响

采用熔融淬火法制备了Er3+掺杂53ZrF4-20BaF2-4LaF3-3AlF3-20NaF-2.4PbF2(ZBLAN)氟化物透明玻璃。在10K^540K温度范围内,测量了对应于Er3+斯塔克分裂能级4S3/2(1)→4I15/2和4S3/2(2)→4I15/2(对应波长分别为542nm和548nm)的变温荧光光谱,结果显示环境温度升高时,样品在两个发射位置的发光强度均快速衰减,但是衰减速率有所差异,结合位形坐标模型讨论认为,两斯塔克能级的激活能分别为!E1=0.078eV和!E2=0.049eV,其差异导致了二者热猝灭速率不同。分析了斯塔克分裂能级跃迁的荧光强度比(FIR)随温度的变化规律,结果显示在低温区域FIR随温度呈现线性增加,而高温区则趋于平缓。计算了样品的温度灵敏度随温度的变化,结果表明,在温度90K时,灵敏度达到最大为0.0011K-1。该材料对环境温度敏感性可应用于光学温度传感器。

Er^(3+)在KPb_2Br_5晶体中的选择替位对上转换发光光谱的影响

通过高温固相法制备了不同Er3+掺杂浓度的KPb2Br5多晶粉末样品.由980 nm半导体激光器激发下得到的上转换发射光谱显示,当掺杂浓度为2.5 mol%时,样品主要表现为530 nm和550 nm上转换发射,分别对应激发态2H11/2和4S3/2向基态4I15/2的跃迁;掺杂浓度增加到5 mol%时样品以490 nm上转换发射为主,对应由激发态4F7/2向4I15/2的跃迁;当掺杂浓度达到7.5 mol%时,样品的上转换发射强度相比低浓度时大幅度下降,主要以激发态4F9/2向基态4I15/2跃迁的690 nm处发光为主.利用第一性原理结合Judd-Ofelt理论讨论认为,Er3+离子优先替代Pb(1)的位置,随着浓度的提高,部分Er3+离子会替代Pb(2)格位上的离子,不同晶格位置的Er3+离子所处的晶体场的对称性有所不同,从而影响了发光中心不同能级的跃迁概率,体现在上转换发光光谱的差异上.蓝、绿区域的上转换发光在高浓度掺杂下显示了明显的浓度猝灭,此时样品以红色上转换发光为主.

V2O5电极修饰对C60/Pentacene双层异质结场效应晶体管性能的影响

制备了用过渡金属氧化物V_2O_5修饰Al源、漏电极的C_(60)/Pentacene双层异质结有机场效应管.该构型器件与未修饰器件相比,呈现出典型的双极型晶体管传输特性.电子迁移率和空穴迁移率分别达到8.6×10^(-2)cm^2/V·s^(-1)和6.4×10^(-2)cm^2/V·s^(-1),阈值电压分别为25 V和-25 V.器件性能改善的原因主要是由于插入V_2O_5修饰层后,可以明显降低Al电极与Pentacene之间的接触势垒,提高空穴的有效注入,从而使电子和空穴的注入接近平衡.研究表明,采用V_2O_5修饰电极方法,是制备低成本、高性能的双极型有机场效应管并实现其商业应用的有效途径.

配体链长对PbS量子点薄膜/Al肖特基结整流特性的影响

利用热注入法合成带有油酸配体的PbS量子点,用短链乙醇胺替代长链油酸做为PbS量子点的配体。对比了由两种材料制得的量子点薄膜与Al形成的肖特基结的J-V特性,采用热电子发射理论对其J-V特性进行分析,结果发现,接有短链乙醇胺的PbS量子点薄膜具有更优的整流特性,理想因子n为3.8,明显低于采用油酸配体的PbS量子点(n=4.6)。研究表明,短链配体有利于提高PbS薄膜表面的均匀性并形成较好的肖特基接触;短链置换过程提高了量子点薄膜与Al电极的接触势垒高度,使肖特基结反向漏电流降低。