Author Affiliations
Abstract
1 Laboratory of Solid-State Optoelectronics Information Technology, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 College of Electronic and Communication Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
4 State Key Laboratory on Integrated Optoelectronics, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China
5 School of Physics, Changchun Normal University, Changchun 130022, China
6 Physics Department, Lancaster University, Lancaster LA1 4YB, UK
In this paper, we demonstrate nBn InAs/InAsSb type II superlattice (T2SL) photodetectors with AlAsSb as the barrier that targets mid-wavelength infrared (MWIR) detection. To improve operating temperature and suppress dark current, a specific Sb soaking technique was employed to improve the interface abruptness of the superlattice with device passivation using a layer. These result in ultralow dark current density of and under at 97 K and 297 K, respectively, which is lower than most reported InAs/InAsSb-based MWIR photodetectors. Corresponding resistance area product values of and were obtained at 97 K and 297 K. A peak responsivity of 0.39 A/W with a cutoff wavelength around 5.5 µm and a peak detectivity of were obtained at a high operating temperature up to 237 K.
mid-wavelength infrared photodetector InAs/InAsSb superlattice high operating temperature dark current Chinese Optics Letters
2024, 22(1): 012502
1 长春工业大学 化学工程学院， 吉林 长春 130012
2 长春理工大学 光电工程学院， 吉林 长春 130022
3 海南师范大学 物理电子工程学院， 海南 海口 571158
采用溶剂热法，以氧化石墨烯为前驱体制备了石墨烯量子点(GQDs)，将不同制备条件和质量分数的GQDs掺杂到聚3-己基噻吩和［6,6\]-苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM∶P3HT)中作为敏感层制备了太阳能电池器件。实验结果表明，敏感层掺杂0.2%质量分数的GQDs时，太阳能电池光电转换效率较未掺杂器件提高了16.45%。敏感层掺杂反应时间4 h和温度220 ℃制备的GQDs，获得低粗糙度和高紫外可见光吸收强度的敏感层薄膜，制备的太阳能电池器件光电转换效率为1.34%，较未掺杂GQDs器件提高了12.60%。因此，GQDs适宜的制备条件和掺杂浓度可以提高太阳能电池器件的光电转换效率。
石墨烯量子点 敏感层P3HT∶PCBM 聚合物太阳能电池 表面粗糙度 UV-Vis吸收光谱 graphene quantum dots active layer P3HT∶PCBM polymer solar cells surface roughness UV-Vis absorption spectra
1 长春理工大学 理学院, 吉林 长春 130022
2 吉林农业大学 信息技术学院, 吉林 长春 130018
利用全息光刻开展了808 nm腔面光栅半导体激光器腔面膜系制备, 制备与表征了单管芯器件, 单管芯器件条宽100 μm, 腔长2 mm, 输出中心波长807.32 nm, 光谱半宽为0.36 nm, 15～45 ℃温度范围内波长随温度的漂移系数为0.072 nm/℃, 室温单管芯最大连续输出功率达到2.8 W, 阈值电流为0.49 A, 斜率效率为1.05 W/A。测试结果表明808 nm腔面光栅半导体激光器实现了单纵模输出。
半导体激光器 波长锁定 腔面光栅 全息光刻 semiconductor laser wavelength locking facet grating holography lithography
1 长春工业大学 化学工程学院, 吉林 长春 130012
2 长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春 130022
为了提高太阳能电池的性能, 研究磁性纳米粒子在外加磁场的作用下对聚合物太阳能电池有源层P3HT∶PCBM成膜及太阳能电池性能的影响。 本文采用热分解法制备了磁性Fe3O4纳米粒子, 将不同质量分数的Fe3O4纳米粒子掺入到P3HT∶PCBM溶液中, 旋涂后在外加磁场的作用下自组成膜。通过TEM、XRD对制备的Fe3O4纳米粒子进行表征, 并利用偏光显微镜、原子力显微镜对成膜质量进行探究。结果表明, 采用热分解法制备的Fe3O4纳米粒子直径在10 nm左右, 在外加磁场作用下, Fe3O4纳米粒子对成膜有一定的调控作用。当Fe3O4纳米粒子掺杂质量分数为1%时, 太阳能电池器件的开路电压增加3.77%, 短路电流增加24.93%, 光电转换效率提高7.82%。
Fe3O4纳米粒子 聚合物太阳能电池 表面形貌 Fe3O4 nanoparticles polymer solar cells surface morphology P3HT∶PCBM P3HT∶PCBM
长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春 130022
采用纳米结构是提高有机发光二极管(OLED)出光效率(LEE)的主要方法之一。当纳米结构位于有机层和氧化铟锡(ITO)阳极之间时,可以起到引导模式的重叠、增强散射、提高OLED出光效率的目的。采用金薄膜退火和湿法刻蚀技术在ITO玻璃片上制备随机分布的纳米图形用于橙光OLED器件,研究了纳米图形对器件发光性能的影响因素,同时制作了无纳米图形的标准OLED 器件作为对比。实验结果表明,当金薄膜厚度为10 nm,退火温度为570 ℃,退火时间为240 s,刻蚀深度为30 nm时,与无纳米图形的OLED相比,有纳米图形的OLED的亮度提高17%,电流效率提高34%,功率效率提高32%,外量子效率提高35%,证明纳米图形可以显著地提高OLED器件的出光效率。
光学器件 有机发光二极管 出光效率 纳米图形 金纳米颗粒 激光与光电子学进展
2018, 55(2): 022301
1 长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室, 长春 130022
2 长春理工大学 光电工程学院, 长春 130022
微结构表面设计是提高太阳能电池光电转换效率的主要方法之一。微结构可以增加入射光的吸收率, 减小反射率, 达到提高太阳能电池光电转换效率的目的。本文采用全息光刻和湿法刻蚀技术在ITO玻璃片上制备周期为300 nm的孔阵图形, 以P3HT和PCBM作为电池活性层的给体材料和受体材料。实验结果表明微结构可以提高ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/Al有机太阳能电池光电转换效率。当孔阵图形刻蚀深度达到60 nm时, 光电转换效率提高了约8 %。实验证实, 孔阵图形的采用增加了入射光的吸收, 提高了太阳能电池光电转换效率。
有机太阳能电池 微结构 全息光刻 孔阵 organic solar cell microstructure holographic lithography hole array
1 长春理工大学 光电工程学院, 吉林 长春130022
2 长春工业大学 化学工程学院, 吉林 长春130012
为了获得低成本、高结晶度的红荧烯薄膜, 采用溶液加工的方法和聚合物界面修饰层研究了红荧烯薄膜的性质。首先, 通过旋涂方法在Si/SiO2衬底上先沉积一层聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为界面修饰层, 利用偏光显微镜(POM)、原子力显微镜(AFM)研究了PVP层表面形貌及粗糙度。接着在PVP上滴涂红荧烯溶液后固化烘干, 制备红荧烯晶体薄膜, 研究了不同PVP浓度和不同成膜温度下界面修饰层对红荧烯表面形貌的影响。然后, 利用X射线衍射(XRD)表征对比研究了薄膜的微观结构。最后, 分析了红荧烯晶体薄膜的生长机制。实验结果表明: 80~140 ℃及低浓度的PVP条件下能得到结晶度高、连续的红荧烯球晶, 并且温度升高时, 球晶尺寸变大。PVP作为界面修饰层有利于改善红荧烯的成膜性, 制备高结晶度的晶体薄膜。
溶液法 聚乙烯吡咯烷酮 界面修饰 红荧烯晶体 晶体形貌 solution process Polyvinyl Pyrrolidone(PVP) interface modification rubrene crystals crystal morphology
1 长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春 130022
2 上海应用技术大学理学院, 上海 201418
3 浙江亿米光电科技有限公司, 浙江 嘉兴 314100
针对白光发光二极管(LED)器件封装中存在的荧光粉沉淀现象, 对点胶后不同静置时间下白光LED的光学性能和色坐标集中度进行了研究。研究结果表明, 当荧光粉静置时间在0~30 min时, 色坐标落点较为集中, 中心坐标位于色容差7 SDCM内; 30~40 min时, 落点较为分散, 中心坐标超出色容差。模拟了白光LED灯具在热学平衡时的热量分布, 结果显示LED灯具的工作温度满足工业生产的需求。
材料 白光发光二极管 光学一致性 荧光粉沉降 色坐标 激光与光电子学进展
2017, 54(10): 101601
1 长春工业大学 化学工程学院, 吉林 长春130012
2 长春理工大学 光电工程学院, 吉林 长春130022
3 吉林省产品质量监督检验院, 吉林 长春130000
利用原子力显微镜研究了二氧化硅衬底上红荧烯薄膜的生长及稳定性。在较低沉积速率下, 较低衬底温度时, 红荧烯分子有充足的扩散时间, 利于薄膜的横向生长, 形成连续性、均匀性较好的薄膜。快速蒸镀及较高衬底温度使红荧烯薄膜转变为纵向生长模式, 形成团粒状岛。横向生长的红荧烯薄膜在退火和空气中表现为亚稳特性, 随着退火温度的升高和空气中放置时间的延长, 红荧烯分子会自发地进行质量传输, 发生纵向转移, 转变为团粒状岛。获得了二氧化硅界面上红荧烯薄膜的生长及亚稳定机制模型。研究结果证明红荧烯分子与二氧化硅界面之间的作用力小于红荧烯分子间的作用力。
红荧烯 沉积速率 衬底温度 退火 稳定性 rubrene deposition rate substrate temperature annealing stability
