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基于PECVD工艺的硅基光致和电致发光器件研制

为实现超大规模集成电路和微机电系统(MEMS)中的光电集成,硅基发光器件的实现至关重要。由于硅是一种间接禁带半导体,使硅基器件高效发光已经成为一个很大的难题,是否能实现与现有IC工艺兼容、低成本、可实用的硅基发光器件直接影响到了光电集成电路、光学存储和逻辑以及高级显示系统的发展。本文分别提出了一种新型硅基垂直腔面光致发光器件结构和一种电致发光器件结构,并对它们进行了深入的理论分析和实验验证。它们采用等离子增强化学汽相淀积(PECVD)方法制备的非晶硅/二氧化硅交替生长的多层薄膜结构为分布式布拉格反射器(DBR),以夹在上下两个布拉格反射器之间的非晶碳化硅薄膜或非晶碳化硅p-i结为中间发光层,使整个器件可以在激光或者直流电压的激发下实现发光。为了制备上述器件,论文对a-Si:H,a-SiOx,a-SixNy,a-SiCx:H和硼掺杂p型a-SiCx:H的薄膜制备工艺和光电特性进行了深入的摸索,研究了制备工艺对薄膜相关性能的影响;论  (本文共106页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京交通大学
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硅基稀土掺杂氧化锌薄膜电致发光器件的制备与研究

三价稀土离子的f-f跃迁一般发射锐线状谱,发光色纯度高,在固态照明领域获得了广泛应用,也可作为显示器件中理想的三基色发光材料。另一方面,ZnO是新兴的宽禁带(3.37eV)直接带半导体材料,室温下有很高的激子结合能(60 meV),因此室温下易获得高效的紫外激子发射。此外,它有着与GaN相似的性质,但其所需的生长温度仅为500-600℃,低于GaN的生长温度(1000℃),可生长于玻璃衬底上。因此,若能在ZnO基上实现高色纯度的三价稀土离子的三基色电致发光以及发光颜色可调的电致发光器件,将为未来稳定高效的无机电致发光显示和无荧光粉的白光LED的发展提供新的路径。在ZnO的发光特性的研究中,ZnO紫外发光的增强和缺陷发光的主要机制获得了广泛研究,但目前关于缺陷发光的主要机制仍存在争议。而在稀土掺杂的ZnO电致发光器件中,由于稀土离子在ZnO中的固溶度低,因此通过增加掺杂浓度来提高稀土离子电致发光的效果不明显。针对以上问题,本论文首...  (本文共105页) 本文目录 | 阅读全文>>

兰州大学
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9,9'-联二蒽衍生物的合成及发光性能研究

蒽衍生物由于其优异光学性能,而受到广泛关注。然而,对于一种具有特殊分子结构和发光性能的蒽衍生物-9,9'-联蒽的研究较少。本文基于联蒽分子构型和激发态等特点,通过在其10或10'位上引入各种官能团,合成了一系列功能化的联蒽衍生物,主要研究其荧光发射性质,电致发光性能,以及应力诱导荧光变色性质。本文具体研究内容包括如下几个方面:(1)合成得到联蒽核、蒽核化合物(CzBACz与CzACz)。主要研究了它们在溶液中的光物理性质。CzBACz分子吸收一定的光能后,产生局域激发态,此时两个蒽环仍然保持与基态时类似的构型,仅有一个蒽环的电子系统被激发。然后该局域激发态会经过构型的调整,发出局域态荧光。然而,当CzBACz分子处于极性环境中时,具有偶极的溶剂分子运动使得联蒽核中两个蒽环所“感受”到静电作用不一样,破坏了两蒽环对称性,使其有利于实现的电荷转移态。(2)以化合物(CzBACz)为发光层制备了电致发光器件,结构为ITO/MoO3(0...  (本文共133页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉大学
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可溶液加工的深蓝光荧光材料的设计、合成与光电性能研究

发光材料是有机电致发光器件的核心组分,全彩色显示的实现需要稳定高效的红、绿、蓝三基色发光。红光和绿光材料发展较快,目前已基本满足实用化要求,但是蓝光材料由于其自身能隙较宽,发展相对滞后,器件的效率和稳定性都不甚理想。溶液加工型有机电致发光器件由于成本低廉及易于制备大面积薄膜等优势,在固态照明和大面积显示等领域具有广阔的应用前景,已经成为近几年的研究热点。本论文围绕蓝光荧光材料,在改善材料的稳定性及溶液可加工性能,提高化合物的载流子传输特性等方面进行了一些探索,获得了几类可溶液加工的多功能有机蓝光荧光材料。各章的主要内容如下:第一章是文献综述。首先介绍了有机发光二极管的相关基础知识,包括器件结构、相关材料和发光原理等。从抑制分子聚集和平衡载流子传输的角度综述了近几年来蓝光荧光材料的研究进展,重点评述了设计器件结构简单、综合性能优良的蓝光荧光材料的思路、方法、主要成果和发展方向。最后,阐述了本论文的总体设计思想。第二章采用收敛法合成...  (本文共161页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京交通大学
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硅基Tb_2O_3电致发光器件的发光机理及性能改善研究

随着信息技术的快速发展,人们在信息获取方面的需求在不断地增加。而视觉作为人们获取信息的主要途径,支配着83%的信息来源。因此,提高显示水平对于获取信息至关重要。作为显示器件的基础,硅基光源逐渐得到人们的重视,成为研究热点之一。为了兼容目前成熟的CMOS结构,硅基光源需要符合以下条件:和Si衬底之间的晶格失配较低、具有较低的工作电压以及较高的发光效率。Tb203和Si 的二倍晶格失配仅为1.3%,使得Tb2O3和Si衬底之间的位错缺陷较少。由于Tb3+是一种高效的稀土发光离子,且Tb2O3是一种半导体材料,以Tb2O3为基础的电致发光器件可以实现较低的工作电压,因此Tb2O3是一种适用于硅基光源的材料。目前关于硅基Tb2O3电致发光器件的研究取得了一些进展,但对该器件的发光机理还未确定。本研究工作,在前期工作的基础上,经过一系列的实验探索,研究了硅基Tb2O3电致发光器件的发光机理。通过改善器件的结构,在器件中增加电子阻挡层和空穴...  (本文共87页) 本文目录 | 阅读全文>>

电子科技大学
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基于星型聚合物的白光电致发光器件的制备和研究

白光聚合物电致发光器件(White Polymer Light-Emitting Device,WPLED)具有全固态、响应速度快、可柔性化等优点,作为新一代的半导体照明和信息显示器件,具有广阔的市场应用前景。但由于发光层中能量传递效率低导致器件性能衰减过快,器件寿命无法进一步提高,是亟待解决的瓶颈性问题。在制备WPLED时,聚合物共混和单分子聚合物是WPLED的两种基本构成体系。其中,聚合物共混体系的性能衰减是由发光过程中的聚合物相分离导致的,而单分子聚合物体系的内部能量传递和衰减机理尚不清楚。因此,本论文选用两种星型单分子白光聚合物发光材料作为代表,制备了两个系列的WPLEDs,系统性地研究了器件发光过程中激子能量的传递及辐射过程,揭示了单分子聚合物的分子结构与器件性能稳定性的关系,获得了高性能的WPLEDs。具体研究内容包括以下两部分:(1)利用包含tri[1-phenylisoquinolinato-C2,N]Iridi...  (本文共57页) 本文目录 | 阅读全文>>