基于有机-无机混合配体置换的蓝光量子点发光二极管性能

相较于红光和绿光量子点发光二极管(QLED),制备高效蓝光QLED仍然具有挑战性。比较研究了有机配体(辛硫醇,OT)、无机配体(ZnCl₂)和有机-无机混合配体(OT和ZnCl₂)置换原始油酸配体对量子点(QD)的光致和电致发光性能的影响规律及机制。实验结果表明,有机-无机混合配体置换对蓝光QLED的发光性能的提升效果最佳,ZnCl₂配体次之,辛硫醇配体最小,这主要归因于三种配体置换后量子点表面缺陷钝化以及量子点价带顶能级上移程度方面的差异。相较于原始油酸配体置换QLED,基于有机-无机混合配体置换量子点蓝光QLED的峰值功率效率和最高外量子效率分别约提高了2.08倍和1.89倍,最高亮度从2 413 cd/m²提高到了6 994 cd/m²。该研究为调控量子点表面化学性质和提高蓝光QLED性能提供了一种有效策略。     

载流子平衡方法提高量子点发光二极管效率的研究

尝试采用三种方式来平衡载流子的浓度,以提高量子点发光二极管(QLED)的外量子效率等性能:在正装结构(ITO/HIL/HTL/QD/ETL/EIL/金属阴极)的QLED的发光层和电子传输层中间插入超薄聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)电子阻挡层;在空穴注入和传输层方面,通过使用更加优化的HIL等来提高空穴注入和传输几率;在QD发光层方面,用短链配体来置换量子点的长链配体以增加载流子向量子点发光层中的传输效率等。在进行量子点配体交换的同时带来了量子点在正交溶剂中的可溶性优势,有利于QLED器件的全溶液法制备。     

基于纳米氧化钛电子传输层的量子点发光二极管器件的制备与研究

为了获得高效而经济的光电器件,采用湿法旋涂技术制备量子点发光二极管器件( QLED),并对其光电特性进行了测试。此器件基于纳米二氧化钛( TiO2)的电子传输层,采用ITO玻璃作为阳极,Al为阴极,PEDOT为空穴注入层,TFB为空穴传输层,量子点( QD)作为发光层的结构。研究发现,QLED器件的开启电压为2.6 V,发光高度大于10 cd/m2。实验结果说明了TiO2可以作为获得高效QLED器件以及其他光电器件的一种有效途径。     

基于电荷传输层优化的量子点发光二极管

采用溶液法旋涂薄膜、真空蒸镀铝电极,制备了ITO/PEDOT∶PSS/空穴传输材料/量子点/纳米氧化锌(ZnO Nanoparticles)/Al结构的量子点发光二极管(QLED)器件。对比了不同纳米氧化锌分散剂对器件性能的影响。当用乙醇和乙醇胺分散氧化锌时,对量子点层破坏较小,器件的亮度最高达22 940cd/m2,电流效率达28.9cd/A。研究了在聚乙烯咔唑(PVK)中掺杂不同比例4,4′-环己基二[N,N-二(4-甲基苯基)苯胺](TAPC)器件的发光特性。在PVK中掺杂TAPC材料能够促进器件空穴传输以及电子空穴注入平衡,当PVK∶TAPC=3∶1时,器件的空穴传输层形貌较为平整,亮度较高;当PVK∶TAPC=1∶1时,器件的开启电压最低。通过对器件膜层表面形貌以及电学、光学性能的对比,分析了电荷传输层优化对器件特性改善的原因。     

量子点电致发光器件发光层能级变化与驱动电压的关系研究

以量子点电致发光器件(QLED)中能级分布和载流子浓度的关系为理论基础,研究了QLED发光层能级变化与驱动电压的关系,建立了数学模型.以CdSe/ZnS核壳结构量子点为发光层,计算了器件正常发光时的阈值电压,分析了电流密度与量子点中电子准费米能级与空穴准费米能级之差的关系.结果表明,当驱动电压大于9.8V时,CdSe/ZnS中电子的准费米能级与空穴的准费米能级之差大于1.03 eV,量子点电致发光器件正常发光;理论模型证实由于电子在发光层与电子传输层界面的大量积聚,导致淬灭发生,降低发光效率.     

室温合成的钙钛矿量子点及其电致发光二极管

采用室温合成法制备出CsPbBr3钙钛矿量子点,并采用乙酸乙酯对量子点进行了一次、二次和三次清洗,以控制其表面配体密度。然后,利用合成并经过清洗的钙钛矿量子点制备了结构为ITO/PEDOT∶PSS/PTAA/CsPbBr3 QD/TPBi/LiF/Al的电致发光二极管(QLED)。研究了经不同清洗次数的量子点材料制备的器件的光电性能。结果表明,清洗2次的量子点在电荷注入与溶液稳定性之间得到平衡,利用其制备的钙钛矿QLED获得了最大亮度为1405cd/m²、外量子效率为0.6%、色坐标为(0.127,0.559)的绿光发射。     

旋涂法制备量子点LED功能层材料的研究进展北大核心

综述了采用旋涂法制备的量子点发光二极管（QLED）中各功能层材料的研究进展,对可旋涂制备的多种载流子注入层和传输层材料的特性及应用进行了对比总结。多项研究表明：对于电子传输层（ETL）,ZnO和TiO2等无机金属氧化物材料在电子迁移率及器件可靠性方面都要优于有机材料;对于空穴传输层（HTL）,则是具有较高空穴迁移率及成膜质量好的聚[双（4-苯基）（4-丁基苯基）胺]（Poly-TPD）、聚（9-乙烯咔唑）（PVK）等有机聚合物材料应用更为广泛;而MoOx和WOx等无机金属氧化物材料则由于其能级匹配和可靠性方面的优势更多用于空穴注入层。随着技术的成熟及QLED应用中对高效率和高可靠性的要求,无机金属氧化物材料在QLED中的应用将越来越广泛,结合成本低廉的旋涂法,将有力地推动QLED的商业化。     

载流子平衡的低压高效有机发光器件

分别在ITO与NPB间加入高迁移率的m-MTDATA:x%4F-TCNQ来增强器件的空穴注入,在阴极和发光层之间加入高迁移率的Bphen:Liq层增强器件的电子注入,制备了结构为ITO/m-MTDATA:x%4F-TCNQ/NPB/Alq_3/Bphen:Liq/LiF/Al的有机发光器件.研究了传输层的单载流子器件行为,同时,由于注入的电子和空穴数量偏离平衡,器件的整体效率也会受到影响,在实验中通过调节4F-TCNQ的质量百分比,来调控空穴的注入和传输,使载流子达到了较好的平衡.器件的最大电流效率和流明效率分别达到了6.1 cd/A和5.2 lm/W.     

一种基于混合量子点的橙光量子点LED制备

为研究混合量子点(QD)发光二极管(QLED)的性能, 利用红、绿量子点混合作为发光层,制备了结构为 ITO/PEDOT:PSS/poly-TPD/QDs(红、绿1∶1混合)/ZnO/Al的橙光QLED,并与 结构为 ITO/PEDOT:PSS/poly-TPD/QDs(红光)/ZnO/Al的红光QLED进行了对比。实验结果表明, 基于红、绿QD混合的橙光QLED的制备方法是有效的,制备的橙光QLED 电流密度和亮度均小 于红光QLED, 但电流效率远大于红光QLED。研究发现,器件性能与各功能层能级以及厚度密切相关,应通 过选取适当能 级的发光层材料,将注入的空穴以及电子同时限制在发光层内从而提高器件的电流效率,并 调节各功能层 厚度使得载流子注入平衡从而提高器件性能。     

利用CsN3n型掺杂电子传输层改善OLED器件性能的研究

为了能够有效地提高电子的注入和传输能力,改善有机电致发光器件的性能,本文利用CsN₃作为n型掺杂剂,对有机电子传输材料Bphen进行n型电学掺杂,制备了结构为ITO/MoO₃（2 nm）/NPB（50 nm）/Alq₃（30 nm）/Bphen（15 nm）/Bphen：CsN₃（15 nm,x%,x=10,15,20）/Al（100 nm）的器件。实验结果表明,CsN₃是一种有效的n型掺杂剂,以掺杂层Bphen：CsN₃ 作为电子传输层,可以有效地降低电子的注入势垒,改善器件的电子注入和传输能力,从而降低器件的开启电压,同时提高了器件的亮度和发光效率。在掺杂浓度为10%时器件的性能最优,开启电压仅为2.3 V,在7.2 V的驱动电压下,达到最大亮度29 060 cd/m²,是非掺杂器件的2.5倍以上。当驱动电压为6.6 V时,达到最大电流效率3.27 cd/A。而当掺杂浓度进一步提高时,由于Cs扩散严重,发光区形成淬灭中心,造成器件的效率下降。     

低温溶液法制备氧化钼及其在QLEDs中的应用

空穴注入层(HIL)在量子点发光二极管(QLEDs)中有重要作用。使用低温溶液法制作了MoOx纳米颗粒,将其在氧化铟锡(ITO)玻璃上旋涂成膜后使用不同温度进行退火处理,并作为空穴注入层进行量子点发光二极管的制作。实验结果表明,氧化钼薄膜有着与ITO玻璃阳极和Poly-TPD空穴传输层匹配的能级,可用作量子点发光二极管的空穴注入层,而使用经100 ℃退火处理后的MoOx薄膜作为空穴注入层的器件性能最佳：器件启亮电压为2.5 V,最高外量子效率为11.6%,在偏压为10 V时,器件的最高亮度达到27 100 cd/m2。     

界面陷阱分布对SiC MOSFET准静态C-V特性的影响

为了分析4H-SiC/SiO₂固定电荷和界面陷阱对MOSFET准静态电容-电压(C-V)特性曲线的影响机制，对不同栅氧氮退火条件下的n沟道4H-SiC双注入MOSFET(DIMOSFET)进行了氧化层中可动离子、界面陷阱分布和准静态C-V特性曲线的测试，并结合仿真探讨了测试频率、固定电荷、4H-SiC/SiO₂界面陷阱分布对准静态C-V特性曲线的影响。实验和仿真结果表明：电子和空穴界面陷阱分别影响准静态C-V曲线的右半部分和左半部分；界面陷阱的E₀、E_s、N₀(E₀为陷阱能级中心与导带底能级或价带顶能级之差，E_s为陷阱能级分布的宽度，N₀为陷阱能级分布的密度峰值)对准静态C-V曲线的影响是综合的；当E₀为0 eV,E_s为0.2 eV,电子和空穴捕获截面均为1×10^-18 cm²,电子和空穴界面陷阱的N₀分...     

褶皱衍射光栅提升绿光量子点发光二极管的光耦合输出效率

为了解决绿光量子点发光二极管(QLED)基底模式陷入光问题,首先通过在柔性聚二甲基硅氧烷基底上蒸镀铝层,自发形成了准周期褶皱结构。这种简单、有效的方法可以制作大面积的褶皱结构,所制作的褶皱结构具有随机取向和宽周期分布的特点。然后,将褶皱结构作为外结构引入到QLED中,构筑了高效的绿光QLED。与参考QLED相比,褶皱QLED的外量子效率(EQE)从12.09%增加到16.06%,提升了32.8%;最大亮度从184600cd·m^-2增加到226500cd·m^-2,在不改变发光峰位的情况下实现了基底模式陷入光的高效提取,为提升绿光QLED性能提供了一种新的选择。     

在Liq中掺杂Yb作为电子注入层修饰电极Yb/Al

基于绿光器件ITO/HAT-CN/TAPC/CBP∶Ir(ppy)_3/TmPyPB/Liq/Al,通过在Liq中掺杂不同浓度的Yb作为电子注入层修饰电极,研究Yb不同浓度的掺杂比对器件性能的影响。研究表明,在Liq中掺杂微量的Yb能有效提高器件的光电性能。当Yb的掺杂比为1.85%时,器件性能最好。在0.25mA/cm~2的条件下点亮,启亮电压为3.65V,最高亮度为26 720cd/m~2,最高电流效率为87.07cd/A,最高功率效率为74.89lm/W,最高外量子效率为24.07%。与参考器件对比,其最高亮度提高2 181cd/m~2,最高电流效率提高18.42cd/A,最高功率效率提高10.6lm/W,最高外量子效率提高5.27%。     

载流子平衡的低压高效有机白光器件

研究了结构为ITO/m-MTDATA:x%4F-TCNQ/NPB/TBADN:EBDP:DCJTB/Bphen:Liq/LiF/Al的有机白光电致发光器件(WOLED)。分别在ITO与NPB间加入高迁移率的m-MTDATA:4F-TCNQ来增强器件的空穴注入,在阴极和发光层间加入高迁移率的Bphen:Liq层增强器件的电子注入,降低驱动电压,提高器件效率。同时,由于注入的电子和空穴数量偏离平衡,器件的效率也会受到影响。实验中,通过调节4F-TCNQ的掺杂浓度来调控空穴的注入和传输,使载流子达到高度平衡。器件的最大电流效率和流明效率分别达到了9.3cd/A和4.6 lm/W。     

基于激基复合物型双母体磷光有机电致发光器件研制

利用电子给体材料mTPA-PPI和电子受体材料PO-T2T,实现了一种具有显著热活化延迟荧光特性的激基复合物，通过时间分辨谱技术，探明了mTPA-PPI∶PO-T2T间激子的反系间窜越、瞬时荧光、延迟荧光等激子动力学过程；研制了基于mTPA-PPI∶PO-T2T双母体的高性能磷光OLED器件，通过高效的反系间窜越过程，提升了三线态激子的利用率，有效提高了器件效率，缓解了高电流密度下的效率滚降。基于激基复合物双母体红光磷光器件的最大电流效率、功率效率、外部量子效率分别为20.3 cd/A,18.6 lm/W和11.54%,分别是单母体器件的1.4,1.2,1.5倍，此外，双母体器件的最高亮度高达25 410 cd/m²,是单母体器件最高亮度的3.9倍。     

以ZnO为空穴缓冲层的高效率有机电致发光器件

研制了在传统双层有机电致发光器件(OLED) ITO/NPB/AlQ/Al的阳极与空穴传输层间加入ZnO缓冲层的新型器件.研究了加入缓冲层后对OLED性能的影响,并比较了新型与传统OLED的性能,结果表明,新型器件比传统器件的耐压能力有了显著提高;当电压达到7 V时,发光效率提高了35%.分析认为,ZnO缓冲层的加入,改善了界面, 减少了漏电流,并且阻碍了空穴的注入,有利于改善空穴和电子的注入平衡,提高复合效率.     

基于SnS2/InSe异质结的高性能宽带光电探测器(英文)

我们报道了一种基于SnS₂/InSe垂直异质结的宽带光电探测器,其光谱范围为365-965 nm。其中,InSe作为光吸收层,有效扩展了光谱范围,SnS₂作为传输层,与InSe形成异质结,促进了电子-空穴对的分离,增强了光响应。该光电探测器在365 nm下具有813 A/W的响应度。并且,在965nm光照下它仍然具有371 A/W的高响应度,1.3×10⁵%的外量子效率,3.17×10¹² Jones的比探测率,以及27 ms的响应时间。该研究为高响应宽带光电探测器提供了一种新的方法。     

量子点发光二极管中载流子注入机理的研究

针对量子点(QDs)发光二极管(QLED)中载流子注 入不平衡的问题,对载流子的注入机理进行了研 究。在隧穿注入和空间电荷限制电流(SCLC)模型的基础上,仿真分析了空穴和电子在QDs 层的注入情况,制备 了QLED的样品。CdSe/CdS作为QDs层,PEDOT:PSS作为空穴注入层(HIL),TPD作为 空穴传输层(HTL),Alq₃作为电子传输层(ETL)。优选的QDs层厚为25nm时,确定了TPD和Alq₃的理论最优厚分别为48nm。研究发现, 当驱动电压低于6.5V时,隧穿注入电流在载流子的传输过 程中起主导作用;高于6.5V时,SCLC在载流子的传输过程中起主导 作用。实验结果表明,当 Alq₃厚为20nm时,器件发出QDs的红光,随着Alq₃厚度的增加, 器件开始出现绿光,实验结果与仿 真结果基本吻合。研究结果对QLED的制备具有理论借鉴意义。     

巯基乙胺修饰的CdTe量子点对Co2+的荧光响应

采用水热合成方法制备出不同粒径大小的巯基乙胺（CA）修饰的CdTe（CA-CdTe）量子点,并研究CA-CdTe量子点对Co²⁺的荧光响应情况。研究表明Co²⁺对CA-CdTe量子点的荧光具有猝灭作用,并且随着Co²⁺浓度的增加,CA-CdTe量子点的荧光强度逐渐降低。当Co²⁺浓度在0.3×10^-533×10^-5mol·L^-1范围内时,获得了Co²⁺与粒径大小为3.60 nm的CA-CdTe量子点相互作用的Stern-Volmer荧光猝灭方程,线性相关系数R²为0.998,检出限为6.547×10^-7mol·L^-1。利用CA-CdTe量子点荧光分析方法对Co²⁺进行定量分析和检测研究,该方法简便、快速、检出限较低,并为实际水样中Co²⁺的检测分析提供了理论基础。