北京交通大学 物理科学与工程学院， 北京 100044
Mn离子掺杂策略被广泛用于提高CsPbX3钙钛矿纳米晶（Nanocrystals，NCs）的稳定性和调控Pb的含量，但离子掺杂反应速率极快，不易控制。本文分别采用一步和两步热注射法对Mn2+的掺杂含量进行大范围和精确调控，制备出具有不同Mn2+掺杂含量的CsPbCl3∶Mn2+ NCs。通过对其结构及发光性能的研究，将其区分为合金结构和掺杂结构，并进一步揭示了一步法和两步法进行Mn2+调控时的不同机制，明确了在相同Pb∶Mn投料比的情况下，一步法合成的合金结构纳米晶具有更高的Mn2+掺杂量，使得纳米晶在610 nm左右与Mn相关的发射峰更为强烈，最高光致发光量子产为77%，而两步法合成的掺杂结构纳米晶在较少的Mn2+情况下同样具有较高的光致发光量子产率。同时，Mn2+的可控掺杂使得钙钛矿纳米晶的稳定性有效提升，放置四周后形貌和发光性能仍稳定。值得注意的是，合金结构对于本征激子发光稳定性的提升比掺杂结构更加有利。此外，还合成了具有优异发光性能的CsPb（ClxBr3-x）∶Mn2+钙钛矿纳米晶，其荧光光谱可在404～640 nm之间调控；但当Br-含量较高时，与Mn相关的发射峰消失，这是由于CsPbBr3的能带与Mn2+的4T1-6A1能级不匹配所致。本文强调了在CsPbCl3∶Mn2+钙钛矿制备过程中Mn2+可控掺杂的重要性，对于实现纳米晶的可控合成具有重要意义。
全无机钙钛矿 CsPbCl3∶Mn2+ 组分调控 all-inorganic perovskites CsPbCl3∶Mn2+ tunable component
北京交通大学光电子技术研究所 发光与光信息教育部重点实验室, 北京 100044
利用1,6-二(三氯甲硅烷基)己烷(C6-Si)交联的聚甲基丙烯酸甲酯(C-PMMA)修饰聚乙烯醇(PVA)绝缘层(C-PMMA/PVA), 并研究了修饰前后绝缘层的表面性质和电学性能。结果表明: 经C-PMMA修饰后, 虽然绝缘层表面粗糙度从0.386 nm增加到0.532 nm, 电容由14.2 nF/cm2减小到11.5 nF/cm2, 但绝缘层的水接触角显著变大, 从36°增加到68°, 表明修饰后表面极性显著下降; 此外, C-PMMA修饰的绝缘层的漏电流密度降低了约2个数量级。用纯PVA和C-PMMA修饰的PVA两种绝缘层制备了具有底栅顶接触结构的3-己基噻吩(P3HT)有机薄膜场效应晶体管, C-PMMA修饰PVA后器件性能显著提高, 开关比提高了约20倍, 迁移率增大了约4倍, 分别达到~102 cm2·V-1·s-1和3.3×10-2 cm2·V-1·s-1, 而且回滞现象明显降低。
界面修饰 交联 有机薄膜场效应晶体管 回滞 interface modification cross linking OFETs hysteresis
北京交通大学光电子技术研究所 发光与光信息技术教育部重点实验室, 北京 100044
通过逐层旋涂的方法, 利用MEH-PPV(Poly［2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene］与Ir(ppy)3(tris(2-phenylpyridine)iridium(Ⅲ))), 制备活性层, 实现了高性能的电双稳器件。通过改变MEH-PPV 的浓度, 制备了不同器件并进行性能比较, 发现所有器件都具有明显的电双稳特性。当MEH-PPV的浓度达到4 mg/mL时, 器件的开关比可以达103。同时, 通过测试器件的电流-循环次数研究了器件的持续稳定特性。经过104次的反复读写测试, 器件性能依然稳定。最后, 通过对器件的I-V曲线进行线性拟合, 并结合器件的能级图, 对器件的工作原理进行了研究。结果表明, MEH-PPV/Ir(ppy)3器件的电双稳特性产生的主要原因是偶极层的形成与破坏。
有机电双稳器件 偶极层 MEH-PPV MEH-PPV Ir(ppy)3 Ir(ppy)3 organic bistable devices interface dipole
北京交通大学理学院 光电子技术研究所, 北京 100044
利用物理气相沉积法来制备有机微米线, 并根据气相沉积中基底表面对材料的成核与生长动力学的影响规律, 通过对基底表面的亲水处理, 来控制微米线的成核过程, 从而实现了微米线有序阵列的制备, 进而研究了垂直微米线的光波导性能。与水平生长的微米线相比, 垂直生长的微米线波导性能更高, 光损耗小, 损耗系数R为0.029 dB μm-1, 明显低于平躺的微米线（R=0.033 dB μm-1）。
垂直生长 有机微纳结构 气相沉积 光波导 vertical growth organic micro/nanostructures physical vapor transport waveguide
1 公路交通安全技术交通行业重点实验室, 交通运输部公路科学研究院, 北京 100088
2 河北省光电信息材料重点实验室, 河北大学物理科学与技术学院, 河北 保定 071002
通过高温固相法制备了用于紫外激发的系列SrBPO5∶Dy3+荧光粉, 并对样品进行了XRD分析和发光性能测试。 结果表明, 合成样品为单一相的SrBPO5材料; 在388 nm紫外光激发下, 样品的发射光谱包括485和575 nm两个发射峰。 研究了Dy3+浓度, Mg2+加入量, 烧结温度以及电荷补偿剂对发射光谱的影响。 当Dy3+掺杂摩尔浓度为4 mol%时发光强度最强; 随着Mg2+的加入量的增加B/Y峰的强度比不断增加; 最佳烧结温度为1 100 ℃; Na+作为电荷补偿剂效果最佳。 该荧光粉有较强的黄色发射峰, 可以增强UV激发的白光LED的黄光成分从而提高其穿透雾霾的能力。
激发光谱 发射光谱 掺杂浓度 电荷补偿剂 SrBPO5∶Dy3+ SrBPO5∶Dy3+ Excitation spectra Emission spectra Doping concentration Charge Compensator
1 北京交通大学 发光与光信息教育部重点实验室， 北京 100044
2 苏州瑞晟太阳能有限公司， 江苏 苏州 215123
采用旋涂工艺将PbSe三维自组装超晶格镶嵌在两层聚合物PVP中，制备了基于PVP和PbSe三维自组装超晶格复合体系的电双稳器件，器件结构为ITO/PVP/PbSe 三维自组装超晶格/PVP/Al，研究了其电学性能和记忆效应。与参比器件ITO/PVP/Al相比，器件ITO/PVP/PbSe三维自组装超晶格/PVP/Al的电流-电压特性呈现出非常明显的电双稳特性和非易失记忆行为，在相同的电压下同时具有两种不同的导电状态：低电导的关态和高电导的开态。当PVP与PbSe超晶格的质量比为1∶1时，器件性能最好，其最大电流开关比为7×104，经过104 s仍几乎无衰减。通过对电流-电压曲线拟合，利用不同的导电模型对器件的载流子传输机制进行了解释。结果表明，PbSe三维自组装超晶格作为电荷陷阱，可以俘获、储存及释放电荷，对器件的电双稳性能能起决定性作用。
电双稳器件 PbSe 三维自组装超晶格 载流子输运和记忆机理 electrical bistable devices PVP PVP three dimensional self-assembled PbSe superlattice carrier transport and memory mechanisms
北京交通大学光电子技术研究所 发光与光信息技术教育部重点实验室, 北京 100044
通过逐层旋涂的方法, 制备了P3HT(poly(3-hexylthiophene))与PMMA(poly(methylmethacrylate))双层器件, 并与二者的共混溶液制备的器件进行了性能对比。利用扫描电镜(SEM)表征了双层器件的横截面形貌; 利用电流-电压(I-V)以及电流-读取次数(I-t)测试, 测量了两种器件的开关比以及持续时间特性。其中, 双层器件具有更好的开关比, 可达1×103, 同时反复读写测试表明器件性能非常稳定。为了解释电双稳现象产生的机理, 对双层结构器件的电流-电压曲线进行了线性拟合, 利用器件的能级图进行分析, 得出了电荷在器件中的传输过程。研究结果表明, 可以通过电荷俘获释放理论解释P3HT/PMMA双层器件电双稳特性产生的机理。
有机电双稳器件 相分离 电荷俘获释放理论 P3HT P3HT PMMA PMMA organic bistable devices phase separation charge trapping-detrapping theory
河北大学物理科学与技术学院河北省光电信息材料重点实验室，河北 保定 071002
增强激光诱导等离子体的发射光谱强度，对于精确测量微弱光谱信号，改进待测材料中低含量元素的探测灵敏度意义重要。首先对金属样品加热升温，并且在一定温度时利用波长为1 064 nm的Nd:YAG纳秒脉冲激光烧蚀样品，激发产生等离子体，测量了不同样品温度条件下等离子体的发射光谱强度和信噪比。结果表明，采用的激光能量为200 mJ时，随着样品温度的升高，等离子体辐射会逐渐增强，并且在温度为150 ℃时达到最大。计算表明，样品中分析元素Mo、Cr、Ni和Mn在温度为150 ℃时的光谱线强度比室温条件下的分别提高了54.56%，72.43%，70.29%和54.01%，光谱信噪比分别增大了37.44%，40.74%，38.6%和37.06%。实验还通过观察等离子体的照片，测量等离子体的温度、电子密度和样品蒸发量，讨论了激光诱导金属等离子体辐射增强的原因。可见，升高样品温度是改善激光等离子体光谱质量的一种有效手段。
激光诱导等离子体 样品温度 光谱强度 信噪比 标钢样品 laser-induced plasma sample temperature spectral intensity signal-to- noise ratio standard steel sample 红外与激光工程
2015, 44(11): 3223
河北大学 物理科学与技术学院 河北省光电信息材料重点实验室, 河北 保定 071002
为了研究样品温度对激光诱导等离子体辐射特性的影响, 以国家标准土壤样品为靶, 在空气中利用波长为1 064 nm的Nd∶YAG纳秒脉冲激光烧蚀不同温度(≤350 ℃)下的片状样品, 测量了激光诱导等离子体的发射光谱强度和信噪比, 计算了光谱分析检出限和信号的测量准确度.实验结果表明, 当能量为200 mJ时, 随着样品温度的升高, 等离子体辐射逐渐增强, 并且在样品温度为300℃时达到最大值.计算表明, 元素Al、Mg、Ba和Fe在300 ℃样品温度时的光谱线强度比室温条件下分别提高了67%、58%、61%和52%, 信噪比分别增大了41%、51%、28%和38%, 且元素分析检出限和光谱信号稳定性均有改善.升高样品温度有利于改善激光光谱的质量.
激光诱导击穿光谱 样品温度 光谱强度 信噪比 检出限 Laser-induced breakdown spectroscopy Sample temperature Spectral intensity Signal-to- noise ratio Limit of detection
北京交通大学光电子技术研究所 发光与光信息技术教育部重点实验室, 北京100044
研究了聚合物poly (9,9-dioctylfluorene-co-benzothiadiazole) (F8BT)和poly (3-hexylthiophene) (P3HT)共混薄膜的放大自发辐射(ASE)现象, 对影响其阈值的两个因素——增益和损耗进行了详细的研究。结果显示, 共混聚合物的发光效率随着P3HT所占比例的增加有所降低。当P3HT比例低于20%时, 发光效率降低不多, 而其损耗则随着P3HT的增加显著减小。F8BT和P3HT混合后, 光损耗系数从7.8 cm-1下降到4 cm-1左右。这表明F8BT∶P3HT共混聚合物光波导的ASE阈值降低主要是由于其损耗的降低而导致的。ASE阈值的降低预示该材料体系容易实现电泵浦激光。
放大的自发辐射 聚合物共混波导 阈值 发光效率 损耗系数 amplified spontaneous emission blend polymer waveguides threshold photoluminescence quantum efficiency loss coefficient
