天津理工大学材料物理研究所 光电器件与显示材料教育部重点实验室, 天津市光电显示材料与器件重点实验室, 天津 300384
制备了结构为ITO/PEDOT∶PSS/polyvinylcarbazole (PVK)/carbon quantum dots(CDs)/LiF/Al的电致发光器件。器件的发光光谱显示: 在电压从7 V增大到13 V的过程中, 光谱峰值从380 nm移动到520 nm, 色坐标由(0.20,0.20)移动到(0.29,0.35)。经与PL光谱对比认为, EL光谱包含了PVK与碳量子点的双重贡献, 随着电压的增大, 碳量子点的发射逐渐增强, PVK发光先增强后减弱。结合器件能级结构讨论了器件的发光机制, 认为低电场下的PVK兼具发光层和电子阻挡层的功能, EL光谱为PVK层和碳量子点的发光叠加; 随着电场强度的增大, 碳量子点和PVK界面区的空间电荷阻止了电子向PVK的传输, 光谱转变为由碳量子点和激基复合物的共同贡献。
碳量子点 电致发光 载流子传输 carbon quantum dots (CDs) electroluminescence(EL) charge transport
1 天津理工大学 理学院, 天津300384
2 天津理工大学 材料物理研究所, 天津300384
研究了碳量子点负载的TiO2纳米棒阵列光阳极的光电化学过程和光催化行为。实验发现碳量子点的引入使TiO2纳米棒阵列在可见光区域的吸收强度增强,对可见光的响应电流提高3倍,光照下的开路电位增加了2.5%,光生载流子的转移和传输能力得到相应提高。光阳极对亚甲基蓝的降解特性显示,碳量子点的引入使TiO2纳米棒在可见光照射下的催化效率由25%提高到33%。利用电化学交流阻抗谱(EIS)、Mott-Schottky曲线讨论了光影响下的电荷运动过程,表明TiO2纳米棒阵列负载碳量子点后的电荷转移电阻减小,电子寿命增加; 碳量子点的负载使TiO2纳米棒的平带电位负移,导带位置提高,电子的还原能力增强。
碳量子点 TiO2纳米棒阵列 平带电位 光催化 arbon quantum dots TiO2 nanorod arrays flat-band potential photocatalysis
1 天津理工大学 材料物理研究所, 光电器件与显示材料教育部重点实验室, 天津市光电显示材料与器件重点实验室, 天津 300386
2 天津职业技术师范大学 理学院, 天津 300222
制备了一种具有多级存储效应的密集ZnO纳米棒阵列阻变存储器件, 借助I-V曲线和荧光光谱分析了器件的电流传导机制和阻变机制, 发现器件在不同的电阻态下分别属于欧姆传导和空间电荷限制电流(SCLC)传导机制。正向电场作用使纳米棒表面耗尽区的氧空位V++密度增大, 完善了电子传输的导电细丝通道, 器件实现了由高阻态向低阻态的转变; 在反向电压作用下, 导电通道断裂, 器件恢复到高阻态。
ZnO纳米棒 荧光光谱 氧空位 导电细丝通道 ZnO nanorods fluorescence spectra oxygen vacancies conductive paths
天津理工大学 材料物理研究所, 光电器件与显示材料教育部重点实验室, 天津300384
采用微波水热法一步合成了核壳结构的CdSe/CdS纳米晶, 讨论了巯基丙酸中S2-的释放过程对纳米晶生长的影响。XRD和Raman光谱结果表明, 140 ℃合成温度下获得了CdSe/CdS核壳结构的纳米晶。FTIR光谱结果表明, 巯基丙酸随时间的分解有助于CdS壳层的形成。PL光谱呈现出CdSe纳米晶的带间发射和缺陷发射, 随着核壳结构的形成, CdSe纳米晶的表面缺陷被抑制, 相关的荧光发射减弱。
微波水热法 核壳纳米晶 生长机理 发光光谱 microwave-hydrothermal method core-shell nanocrystals growth mechanism emission spectrum.
天津理工大学 材料物理研究所, 光电器件与显示材料教育部重点实验室, 天津 300384
采用简单旋涂工艺制备了具有ITO/PVP/ZnO NCs/PbS NCs/PVP/Al 夹心结构的有机/无机复合电双稳存储器件, 与没有PbS纳米晶修饰层的器件ITO/PVP/ZnO NCs/PVP/Al相比, PbS纳米晶的引入使目标器件的开关比提高了2个数量级。结合器件的I-V曲线和能级结构分析了PbS 纳米晶修饰层对器件阻变和载流子传输的影响。结果显示, PbS纳米晶层的加入不仅优化了器件能级结构, 有利于载流子的俘获和释放, 还修饰了ZnO纳米晶的表面缺陷, 降低了器件载流子的复合损耗。
电双稳器件 ZnO纳米晶 阻变机制 PbS纳米晶修饰层 electrical bistable ZnO nanocrystal resistance switching mechanism PbS nanocrystal modification layer
天津理工大学 材料物理研究所 显示材料与光电器件省部共建教育部重点实验室, 天津300384
以PEDOT∶PSS作为空穴注入层, 聚合物PVK作为空穴传输层, 制备了结构为ITO/PEDOT∶PSS/PVK/8-羟基喹啉钕(Ndq3)/Al的近红外OLED, 研究了PVK与PEDOT∶PSS功能层对器件I-V特性和EL光谱的影响。结果显示, 在EL光谱中的905, 1 064, 1 340 nm处均观察到了荧光发射, 分别对应于Nd3+的4F3/2→4I9/2、 4F3/2→4I11/2和4F3/2→4I13/2能级跃迁。与参考器件对比分析认为, PEDOT∶PSS高的导电性降低了器件的串联电阻, 增大了器件的工作电流; PVK与PEDOT∶PSS共同降低了空穴的注入势垒, 实现了Ndq3发光层区域的载流子的注入平衡并改善了器件的发射强度。此外, PVK有效降低了ITO电极表面粗糙度, 也是器件性能提高的原因之一。
近红外发光二极管 空穴注入层 空穴传输层 8-羟基喹啉钕 near-infrared light emitting diode hole injection layer hole transport layer neodymium tris-(8-hydroxyquinoline)
天津理工大学材料物理研究所显示材料与光电器件省部共建教育部重点实验室, 天津 300384
采用化学溶液法在氧化铟锡(ITO)衬底上合成ZnO纳米棒，以不同的速度将无定形SiO2材料旋涂于ZnO纳米棒，制备了结构为ITO/ZnO/ZnO纳米棒/SiO2/Al全无机电致发光器件。借助能谱(EDS)和吸收光谱，发现当转速从3000 r/min降低到500 r/min时，SiO2的附着量逐渐增多。比较了旋涂速度对器件的电致发光光谱的影响，发现对于同一旋涂速度形成的器件，紫外发光强度随电压的增大而增强，可见区的发射则逐渐减弱；而不同旋涂速度下获得的器件的紫外发光强度显示出随电压升高先增大后减小的趋势，当旋涂速度为1000 r/min时，紫外发射最强，可见区发光几乎消失；I-V曲线测量显示随着转速的降低，器件的启亮电压变大，最大工作电流逐渐变小。结合光致发光(PL)图谱和能级结构图分析认为，SiO2除了能钝化ZnO纳米棒表面缺陷，还具有改善载流子在发光层的平衡和增大电子注入能量的作用，其较高的势垒对发光层内的电子具有限制作用，提高了在活性层中的电子和空穴的复合率。此外，SiO2的加速作用也有助于提高高能态缺陷能级的电子密度及复合几率。
光电子学 ZnO纳米棒 全无机发光二极管 电致发光器件 SiO2表面修饰
1 天津理工大学 理学院, 天津 300384
2 天津理工大学 材料物理研究所, 天津 300384
3 天津师范大学 物理与电子信息学院, 天津 300387
基于密度泛函理论的平面波超软赝势法, 计算了Zn1-xCdxS三元混晶的电子结构和光学性质。计算结果表明, Cd进入ZnS晶格后, 禁带宽度变窄, 硫空位(VS)缺陷能级随x值增大逐渐向费米能级移动, 在紫外和可见波段的吸收截止波长随着x值增大逐渐红移。采用共沉淀法制备了Zn1-xCdxS三元混晶, XRD图谱表明形成了Zn1-xCdxS合金相, 吸收光谱显示了与理论计算相符的能带和吸收截止边的移动规律, 荧光光谱显示与VS相关的发射峰随x增大逐渐红移, 与计算得到的VS缺陷能级的移动规律相同。
密度泛函理论 电子结构 光学性质 Zn1-xCdxS三元混晶 density functional theory electronic structures optical properties Zn1-xCdxS ternary mixed crystals
1 天津理工大学 电子信息工程学院， 天津 300384
2 天津理工大学材料物理研究所 显示材料与光电器件教育部重点实验室， 天津 300384
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。
有机双稳态器件 ZnS量子点 电荷传输机制 聚乙烯基吡咯烷酮 OBD ZnS quantum dots charge-transport mechanism poly-4-vinyl-phenol
选用甜菜种子为代表,通过实验室生理生化测定及现代物理仪器测定(以顺磁共振波谱技术测定自由基含量;以液闪仪单光子监测装置测定超弱发光强度)等方法来分析静电场对农作物种子生物效应的作用机理.实验结果表明:一定剂量的静电场能提高甜菜种子的发芽率、呼吸强度、自由基含量及超弱发光强度.通过分析实验结果,提出电场对农作物生物效应的作用机理:静电场是通过作用于种子体内的水分子来提高种子内的自由基含量而提高种子的超弱发光强度及生物膜的透性进而影响种子的生命活动的.
静电场 处理剂量 超弱发光 自由基
