基于异靛蓝的供体-受体型共聚物忆阻器的构建及性能

由于供体-受体型聚合物具有较强的诱捕和释放电荷的能力,在忆阻器的研究方面具有很大的潜力。利用异靛蓝、丙烯二氧噻吩和噻吩合成了低带隙的供体-受体半导体聚合物(IPDT)(异靛蓝/噻吩/丙烯二氧噻吩的摩尔比率为x/1/1-x),构建了有机电子器件Al/IPDT/ITO,发现器件具有较稳定的忆阻特性。x=0.5时器件的开、关电压分别为8和-7.5 V,高低电阻比达到102,室温下的忍耐力循环测量超过2 000次。x=0.25时器件的开、关电压分别减小为2.2/-1.6 V,最大电流下降了5个量级。x=0.2时器件的开、关电压分别为1.9和-1.1 V,高低电阻比提高到103,最大电流仍为纳安量级。结果表明供体单元的占比越高,器件的开关电压越低,且较低的电流更有利于降低功耗。发现器件的忆阻特性是由聚合物材料内部电子通道的形成与断裂引起的。     

自组装NiO/还原氧化石墨烯复合材料及其超级电容性能研究

通过水热法制备得到α-Ni(OH)₂,在甲酰胺溶剂中,通过机械振荡结合超声对其进行剥离,得到厚度约为1.1 nm的Ni(OH)₂纳米片,与氧化石墨烯(GO)悬浮液混合后,静电自组装得到Ni(OH)₂/GO,经高温热处理获得NiO/还原氧化石墨烯(rGO)复合材料。同时研究了NiO/rGO的结构、形貌及其用作超级电容器电极材料的电化学性能。形貌表征显示NiO/rGO呈层-层形貌,N₂吸-脱附实验表明复合材料存在介孔结构。在KOH电解液中,1 A/g电流密度下NiO/rGO的比容量为1564 F/g,远高于初始Ni(OH)₂和单纯的NiO;组装的NiO/rGO//石墨烯水凝胶(GH)非对称超级电容器(ASC)器件,充放电电位窗口为0～1.6 V,10 A/g电流密度下经1000次充放电循环的比容量保持率达84.2%。     

聚合物MEH-PPV橙红光OLED的研究

以聚合物聚[2-甲氧基-5-(2'-乙烯基-己氧基)聚对苯乙烯撑](MEH-PPV)为发光层,采用旋涂方法制备了两种不同结构的有机电致发光器件(OLED),分别为:ITO/MEH-PPV/Alq3/Mg:Ag和ITO/MEH-PPV/bathocuproine(BCP)/Alq3/Mg:Ag.对两种器件的电致发光谱、J-V曲线和L-V曲线等发光特性进行了分析研究.对比发现,采用BCP为空穴阻挡层的结构具有较大的发光亮度和较高的发光效率.根据能级理论对上述实验结果进行了初步的理论分析,并对器件性能差异的原因进行了解释.     

单层结构白色聚合物电致发光器件制备及其性能

选择梯形对次苯基聚合物(I．PPP)为母体和蓝色发光材料,掺杂MEH-PPV、OXD-7、PMMA分别作为橙红色发光材料、电子传输材料和绝缘介质材料,用旋涂法制成结构为ITO／白色发光层／A1的单层白色有机发光器件。对器件进行热处理(最佳热处理条件为180℃,1h)后,发现器件的发光性能得到明显改善。驱动电压25V时器件的发光亮度由42cd／m^2提高到355cd／m^2,色坐标为(x=0．332,y=0．347),非常接近于白色等能点。     

Electron Injection Enhancement by Diamond-Like Carbon Film in Polymer Electroluminescence Devices

用正丁胺作碳源,采用射频辉光等离子系统制备类金刚石碳膜(DLC),沉积在聚合物发光器件中的发光层(MEH-PPV)和铝(Al)阴极间作电子注入层.制备了结构为ITO/MEH-PPV/DLC/Al的不同DLC厚度的器件,测量了器件的I-V特性、亮度及效率,研究了DLC层对器件电子注入性能影响的机制.结果表明:当DLC厚度小于1.0nm时,其器件有较ITO/MEH-PPV/Al高的启动电压和低的发光效率;当DLC厚度在1.0～5.0nm之间时,器件的性能随着DLC厚度增加而变好;当DLC厚度为5.0nm时,器件具有最低的启动电压与最高的发光效率;当DLC厚度继续增加时,器件的性能随着DLC厚度增加而变差.并对ITO/MEH-PPV/DLC/Al和ITO/MEH-PPV/LiF/Al的器件性能进行了比较研究.     

聚合物电致发光器件中用类金刚石碳膜增强电子注入

用正丁胺作碳源,采用射频辉光等离子系统制备类金刚石碳膜(DLC),沉积在聚合物发光器件中的发光层(MEH-PPV)和铝(Al)阴极间作电子注入层.制备了结构为ITO/MEH-PPV/DLC/Al的不同DLC厚度的器件,测量了器件的I-V特性、亮度及效率,研究了DLC层对器件电子注入性能影响的机制.结果表明:当DLC厚度小于1.0nm时,其器件有较ITO/MEH-PPV/Al高的启动电压和低的发光效率;当DLC厚度在1.0～5.0nm之间时,器件的性能随着DLC厚度增加而变好;当DLC厚度为5.0nm时,器件具有最低的启动电压与最高的发光效率;当DLC厚度继续增加时,器件的性能随着DLC厚度增加而变差.并对ITO/MEH-PPV/DLC/Al和ITO/MEH-PPV/LiF/Al的器件性能进行了比较研究.     

基于叠层结构的本体异质结有太阳电池

研究了叠层结构的本体异质结有机太阳电池,下层电池由共轭聚合物(MEH-PPV)作为光敏层,上层电池由共轭聚合物(MEH-PPV)和ZnO纳米颗粒(50nm)组成光敏层.器件结构为ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV/Ag/MEH-PPV:ZnO /Al.与单层有机太阳电池 (ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV/Al) 相比,叠层结构的开路电压VOC是单层电池的3.7倍,短路电流JSC是单层电池的1.6倍.     

聚合物薄膜晶体管的制备及性能

以硅材料衬底作栅电极,在衬底上依次制备二氧化硅栅介质层、聚合物MEH-PPV薄膜半导体层和金源、漏电极,成功地得到了聚合物薄膜晶体管.器件的制备和测试都是在空气环境中完成.该薄膜晶体管呈现出较好的场效应晶体管饱和特性,器件的载流子迁移率为5.0×10-5 cm2/(V·s),开关电流比大于2×103.通过在氮气氛下对聚合物薄膜进行退火处理以及聚合物薄膜沉膜前对二氧化硅表面修饰可以适当地提高器件的载流子迁移率.     

聚合物/SiO2混合波导2×2热光开关的制备与测试

利用聚合物材料SU-8作为芯层、聚合物材料PMMA作为上包层、无机材料SiO2作为下包层,设计并制备了一种有机/无机混合波导2×2定向耦合-马赫曾德尔(DC-MZI)热光开关。为了保证波导中的单模传输、减小模式辐射和衬底泄露损耗、缩短响应时间并降低器件功耗,对其结构参数做了优化。利用涂膜、湿法刻蚀等工艺制备了器件样品。在1 550nm波长下,器件的交叉态和直通态的驱动功率分别为0和7.8mW(开关功率为7.8mW),交叉态和直通态的两端口串扰分别为-9dB和-12.8dB。在方波驱动电压信号作用下,测得器件交叉端口的上升时间和下降时间分别为138μs和136μs,直通端口的上升时间和下降时间分别为63μs和140μs。制备的混合结构器件综合利用了芯层聚合物材料热光系数大、上/下缓冲层厚度均较小以及Si/SiO2导热系数大的优点,因此同时具备了较低的功耗和较快的响应时间,在低功耗、快速光通信系统中具有较好的应用前景。     

氧化石墨烯添加量对Bi2S3/rGO复合材料储锂性能的影响探究

本文采用简单超声法成功制备了硫化铋纳米颗粒与石墨烯(Bi₂S₃/rGO)复合材料,并探究前驱体氧化石墨烯(GO)添加量对Bi₂S₃/rGO复合材料储锂性能影响。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱(EDS)、X-射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)等测试技术对其微观形貌、元素分布及物相结构进行表征,并利用电化学工作站和电池测试系统对其电化学性能进行测试。结果表明,添加20 mg GO制备出的复合材料,Bi₂S₃纳米颗粒在石墨烯片层中分布均匀,周围无散落,作为锂离子电池负极材料比容量较高,循环与倍率稳定性较优。     

混合型白色有机电致发光器件的研制

制备了一种"混合型"结构的有机电致发光器件,膜层结构为ITO/MEH-PPV/AND:TBPE/Alq3(30nm)/LiF(0.5 nm)/Al(200 nm),研究了MEH-PPV的质量以及TBPE的掺杂对器件性能的影响.当MEH-PPV的质量约为0.09 mg,TBPE的掺杂浓度为4.5%时,获得了亮度均匀的白光器件.研究中发现器件的电致发光光谱中存在黄光成分,并对此现象进行了讨论.     

低功耗有机/无机混合结构热光开关的研制

利用聚合物材料SU-8作为芯层、聚合物材料PMMA作为上包层和无机材料SiO2作为下包层,设计并研制了一种有机/无机混合结构的Mach-Zehnder干涉(MZI)热光(TO)开关。为了保证波导中的单模传输、减小模式辐射损耗和衬底泄露损耗、缩短响应时间并降低器件功耗,对其结构参数做了优化。利用化学气相沉积(CVD)、涂膜和湿法刻蚀等工艺制备了器件样品。在1 550nm工作波长下,器件的开和关状态的驱动功率分别为0和13mW(开关功率为13mW),开和关状态间的消光比为18.3dB。在方波驱动电压信号作用下,测得器件的上升和下降时间分别为126和134μs。与无机材料Si/SiO2和全聚合物材料研制的TO开关相比,本文研制的混合结构器件综合利用了芯层聚合物材料热光系数大、上/下缓冲层厚度均较小以及Si/SiO2导热系数大的优点,因此同时具备了较低的功耗和较快的响应时间,在光通信系统中具有较好的应用前景。     

两步法制备AuNPs/rGO复合薄膜用于水质重金属Cr(VI)的电化学检测

一种简单的两步电沉积法制备金纳米颗粒(AuNPs) / 还原氧化石墨烯(rGO)(AuNPs/rGO)纳米复合材料用于水质重金属Cr(VI)的检测。首先使用循环伏安法电化学还原氧化石墨烯(GO)将rGO电沉积在玻碳电极(GCE)表面,接着使用CV法将 AuNPs电沉积在rGO片层上,得到AuNPs/rGO/GCE,采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线能 谱分析(EDS)对AuNPs/rGO纳米复合材料进行表征,并且对电沉积时间,支持电解质HCl的浓度进行了优化,以及采用方波伏安法对Cr(VI)进行检测,实验结果表明AuNPs/rGO/GCE对于Cr(VI)的还原有非常好的电催化能力,其检测Cr(VI)的线 性范围为1μｍｏｌ/Ｌ~ 50μｍｏｌ/Ｌ,灵敏度高达0.34818μＡ/(μｍｏｌ/ Ｌ),检测限为0.046μｍｏｌ/Ｌ(Ｓ/Ｎ＝３),同时对该传感器检测的选择性、重复性和稳定性进行了测试。     

基于TPAHQZn发光色度稳定的黄色OLED

采用一种既具有空穴传输特性又具有发光特性的新型荧光染料(E)-2-(4-(dipheny-lamino)styryl)quinolato-zinc (TPAHQZn)作为发光层,制备了结构为 ITO/ 4,4′,4″-{N,-(2-naphthyl)-N-phenylamino}-triphenylamine (2T-NATA)(15 nm)/ (E)-2-(4-(diphenylamino)styryl)quinolato-zinc (TPAHQZn)(x nm)/9,10-bis(2-naphthyl)anthracene(ADN)(31 nm)/ tris(8-quinolinolato) aluminum(Alq3)((65-x) nm)/LiF(0.6 nm)/Al的黄色有机电致发光器件.研究了不同厚度的发光层对器件性能的影响.TPAHQZn厚度为30 nm 的器件在14 V电压下实现了黄光发射,最大发光亮度为 2 479 cd/m2,最大电流效率为0.84 cd/A,色坐标由8 V(6.346 cd/m2)时的(0.502,0.449 5)到14 V(2 479 cd/m2 )时的(0.497 9,0.453)变化不大,器件的发光颜色稳定.     

添加TiO_2对0.94 ZnTiNb_2O_8-0.06 BaCu(B_2O_5)材料的物相组成及介电性能的影响

采用传统固相反应法制备了(1–x)(0.94ZnTiNb_2O_8-0.06Ba Cu(B_2O_5))-xTiO_2(0.038≤x≤0.091)微波介质陶瓷,研究了不同含量TiO_2添加对0.94ZnTiNb_2O_8-0.06BaCu(B_2O_5)(0.94ZTN-0.06BCB)陶瓷烧结特性、相结构、微观形貌以及微波介电性能的影响。结果表明:(1–x)(0.94ZTN-0.06BCB)-x TiO_2陶瓷均由ZnTiNb_2O_8和Zn_(0.17)Ti_(0.5)Nb_(0.33)O_2相组成,随着TiO_2含量的增加,陶瓷的烧结温度、εr和τf增加,ρ和Q·f降低。烧结温度为880℃时,0.926(0.94ZTN-0.06BCB)-0.074TiO_2陶瓷表现出了优良的综合性能:εr=40.25,Q·f=32 000 GHz(5.89 GHz),τf=–3.86×10–6℃–1。且在此温度下介质材料与Ag电极兼容性良好,表明该材料是制备LTCC器件的备选材料。     

白色磷光OLEDs的制备及性能研究

采用蓝色、黄色磷光混色的发光方式实现白光有机电致发光器件(OLEDS),其中黄色发光层由红色和绿色磷光材料混合而成,器件的结构为ITO/MoO3(30nm)/NPB(40nm)/mCP:FIrpic(8%)(50nm)/CBP:R-4B(1%):GIrl(14%)(xnm)/BCP(10nm)/AlQ(40nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)(x=2,3,4,5,6nm)。对器件的效率、亮度等对比发现,当x=5nm时,器件的性能最佳,最大亮度为9 471cd/cm2,效率为23.5cd/A,色坐标(0.32,0.35)。实验表明,影响器件色稳定性和效率低的原因是电子和空穴迁移随驱动电压变化响应不一致引发激子复合区域的移动。     

1,3-二巯基丙烷对聚合物/非富勒烯太阳电池的影响

选用1,3-二巯基丙烷(DMP)作为添加剂加入到聚合物材料PBDB-T与非富勒烯材料ITIC的共混体系中,制备以PBDB-T∶ITIC作为活性层材料的体异质结聚合物太阳电池。实验发现,DMP可以有效地改善活性层的形貌,促进激子的产生与解离。DMP对聚合物的结晶形貌改善的作用较小,但对非富勒烯材料ITIC的结晶结构有序性的影响显著。将DMP加入活性层中,可使非富勒烯材料ITIC晶畴的相干长度显著增加,这意味着ITIC结晶结构有序性的提高,这有利于电子的传输。加入质量分数1%的DMP后,器件的光电转换效率由未添加DMP时的7.80%提高至8.98%,证明DMP的应用是一种提高聚合物/非富勒烯太阳电池性能的简单高效的方法。     

电真空器件

0118355MEH-PPV 夹层结构的430nm 蓝色电致发光[刊]/王晓峰//光电子·激光.—2001,12(5).—477～479(E)本文首次报道了不同于 MEH-PPV 本征发光的蓝色发光。制备了以 SiO_2为加速层、MEH-PPV 为发光层的有机/无机复合电致发光器件,用交流电压驱动时。除 MEH-PPV 的本征发光外。还得到了430nm 的蓝色发光。我们认为430nm 的蓝色发光是由被SiO_2加速的电子直接碰撞 MEH-PPV 所致。参3     

一种含液晶基元的新型铱配合物的合成与发光性能研究

为了实现溶液化制备有机电致发光器件(OLED),制备和应用具有高溶解性的有机电致发光材料是重要的手段之一。本工作设计和合成了一种含液晶分子中常用的丙基双环己基二氟苯基结构单元的配体及其铱配合物Ir(cfpp)2(acac)(cfpp=2-(2,3-二氟-5-[trans,trans-4′-丙基-(1,1′-双环己基)]苯基)吡啶);acac=乙酰丙酮负离子)。以其作为绿色发光掺杂材料,按照2%、4%和8%的掺杂含量旋涂制备了OLED器件,器件结构为ITO/PEDOT∶PSS/PVK∶PBD∶Ir(cfpp)2(acac)/TPBi/LiF/Al。当掺杂浓度为8%时,器件的最大发射波长为524nm,最大发光亮度达到3 600cd/m2;当电流密度为20mA/cm2时,最大电流效率和功率效率分别为2.0cd/A和0.6lm/W,具有较强的电致发光特性。研究结果表明,应用含液晶结构单元设计和合成高溶解性的有机电致发光材料是可行的研究思路,为制备可旋涂有机电致发光材料提供了新方法。     

溶液法制备全有机P3HT光电探测器

基于场效应晶体管(FET)结构的光电探测器能通过栅压抑制噪声信号并具有光电信号放大的功能。有机半导体材料已经被广泛应用到光敏晶体管中,全有机探测器对于实现大面积器件制备、降低成本及柔性器件具有十分重大的意义。然而,多层有机聚合物的成膜,必须避免在溶液制备过程中的溶剂腐蚀问题。实验中,采用顶栅底接触(TGBC)FET结构及正交溶剂(orthogonal solvent)的方法,以乙酸丁酯作为聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)的溶剂,避免对聚(3-己基噻吩)(P3HT)有源层的破坏,成功制备了性能优良的全有机光电探测器Au(源漏极)/P3HT(150 nm)/PMMA(800 nm)/Al(栅极),其开/关电流比达到103,迁移率达810-3 cm2V-1s-1。该器件对350~650 nm的光照均有响应,在0.1 mW/cm2光照下其明/暗电流比达75。在600 nm光照下,其最大响应度达到0.28 A/W,其响应度变化趋势与P3HT的吸收光谱情况相似。