合肥工业大学 光电技术研究院,特种显示技术国家工程实验室, 省部共建现代显示技术国家重点实验室(培育基地), 合肥 230009
基于2,7-二辛基［1］苯并噻吩并［3,2-b］苯并噻吩(C8-BTBT)与无机钙钛矿CsPbBr3 量子点构成复合发光层, 采用倒置QLED器件结构(ITO/ZnO/EML/CBP/MoO3/Al), 研究了氧化锌电子传输层的镁离子掺杂工艺对发光层荧光量子效率及界面稳定性的影响规律和机制。镁离子掺杂可以在一定范围内线性调控电子传输层的光学带隙, 同时有效改善薄膜的表面形貌, 从而提高与发光层之间的界面质量。实验发现, 相对于未掺杂的ZnO薄膜, Mg0.09Zn0.91O薄膜的表面粗糙度和表面能显著下降, 光学带隙则提高了0.2 eV, 相应的以电子漂移为主的电导率显著下降。进一步通过调控复合发光层中的主客体比例, 可以调节空穴注入比, 改善载流子传输的平衡性。采用Mg0.09Zn0.91O薄膜作为电子传输层的主客体复合发光层具有更高的荧光量子效率和PL荧光寿命。研究为开发相应的倒置结构电致发光器件提供了坚实的实验依据。
倒置结构 2,7-二辛基［1］苯并噻吩并［3,2-b］苯并噻吩 inverted structure MgxZn1-xO MgxZn1-xO 2,7-dioctyl［1］benzothieno［3,2-b］benzothiophene CsPbBr3 CsPbBr3
1 高功率半导体激光国家重点实验室, 长春理工大学理学院, 吉林 长春130022
2 发光学及应用国家重点实验室, 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春130033
采用静电纺丝方法制备聚乙烯吡咯烷酮(PVP)纳米纤维, 并以其为模板采用原子层沉积(ALD)方法制备不同 Mg 掺杂浓度的MgxZn1-xO纳米纤维。 研究了不同Mg掺杂浓度对复合纳米纤维结构和光学性质的影响。 利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、 光致发光(PL)和紫外-可见光(UV-Vis)吸收谱对样品测试并进行表征分析。 结果表明, Mg元素的掺入并没有改变ZnO纳米纤维的形貌, 所有样品的表面形貌极其相似, 只是掺杂后纤维直径有所增大;随着Mg掺杂浓度的增加吸收边逐渐发生蓝移, 表明所制备MgxZn1-xO纤维的带隙具有可调节性。 与此同时, 在PL谱中可以观察到样品的紫外(UV)发光峰从377 nm移动至362 nm, 且与不掺杂的样品相比, MgxZn1-xO纳米纤维的UV发光强度明显增强。 通过这种方法可以合成组分可控的MgxZn1-xO纳米纤维。 在ZnO中掺入Mg元素可以有效地提高ZnO-PVP纳米纤维的禁带宽度以及UV发射强度。
Mg掺杂ZnO 纳米纤维 静电纺丝 MgxZn1-xO PVP PVP Composite nanofibers Electrospinning ALD ALD 光谱学与光谱分析
2014, 34(12): 3197
1 高功率半导体激光国家重点实验室, 长春理工大学理学院, 吉林 长春130022
2 发光学及应用国家重点实验室, 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春130033
采用操作简单的溶胶-凝胶法和射频磁控溅射法在石英衬底上分别制备了MgxZn1-xO薄膜和MgxZn1-xO/Au/MgxZn1-xO夹层结构的透明导电薄膜并对样品进行退火处理。 利用紫外-可见分光光度计、 X射线衍射仪、 光致发光、 霍尔效应测试对在不同退火温度下薄膜的晶体结构、 光学和电学性质进行表征分析, 并研究退火温度对其影响。 测试结果表明: 所制备的薄膜样品均具有良好的c轴(c-axis)取向并呈现出六角纤锌矿结构。 Mg组分的增加使得ZnO基薄膜的光学带隙逐渐增大, PL发光谱和吸收光谱的谱线出现了明显的蓝移现象, 但薄膜的电学特性有所降低。 而在MgxZn1-xO/Au/MgxZn1-xO夹层结构的薄膜样品中, Au夹层的存在使薄膜的光学性质变差, 在紫外区域透光率约为60%。 但薄膜的电学性质得到明显改善, 相比MgxZn1-xO薄膜, 其电阻率和迁移率显著提高。 此外通过高温退火处理可以有效提高所制备薄膜的晶体质量, 进一步提高样品电学特性, 其中经过500 ℃退火后的薄膜迁移率达到了40.9 cm2·Vs-1, 电阻率为0.005 7 Ω·cm。 但随着退火温度的进一步升高, 薄膜晶体尺寸从25.1 nm增大到32.4 nm, 从而降低了该薄膜的迁移率。 因此该夹层结构的MgxZn1-xO/Au/MgxZn1-xO薄膜对于促进ZnO基透明导电薄膜在深紫外光学器件中的应用有重要作用。
溶胶-凝胶 退火温度 Sol-gel MgxZn1-xO/Au/MgxZn1-xO MgxZn1-xO/Au/MgxZn1-xO Annealing temperature 光谱学与光谱分析
2014, 34(9): 2355
1 中山大学理工学院 光电材料国家重点实验室, 广东 广州510000
2 香港科技大学 物理系, 香港
用分子束外延设备在c面蓝宝石衬底上生长得到高质量MgxZn1-xO薄膜。X射线衍射显示, 当Mg摩尔分数在0～32.7%范围内时, 薄膜保持六方结构, (002)衍射峰半高宽为0.08°～0.12°, 薄膜结晶质量与现有报道的最高水平相当。随着薄膜中Mg含量的增加,紫外发光峰由378 nm蓝移至303 nm。对Mg0.108Zn0.892O薄膜变温光致发光光谱的研究发现, 束缚激子发光随温度变化存在两个不同的猝灭过程。对不同Mg含量薄膜共振拉曼光谱的研究发现, A1(LO)声子模频移与Mg含量在一定范围内呈线性关系, 这为确定MgxZn1-xO薄膜中的Mg含量提供了一种简单高效的方法。通过拉曼光谱与X射线衍射对比研究发现, 拉曼光谱在确定MgZnO材料相变时具有更高的灵敏度。最后, 研究了Mg0.057Zn0.943O薄膜的变温共振拉曼光谱, 对A1(LO)和A1(2LO)声子模随温度而变化的现象给出了一定的理论解释。
分子束外延 X射线衍射 光致发光 共振拉曼光谱 MgxZn1-xO MgxZn1-xO P-MBE X-ray diffraction photoluminescence resonance Raman spectroscopy
长春理工大学材料科学与工程学院, 吉林 长春 130022
MgxZn1-xO材料是一种新型的光电功能材料, 近年来受到人们的广泛关注。 文章采用Sol-Gel法制备了MgxZn1-xO粉体, 研究Mg含量对MgxZn1-xO结构和发光性能的影响, 结果表明在x从0到1的整个区间中MgxZn1-xO样品存在六方纤锌矿与面心立方两种结构, 当x<0.2时为六方纤锌矿结构, x>0.8时为面心立方结构, 在两者之间为其混合结构； 光谱分析表明不同组分的MgxZn1-xO样品均具有紫外和可见发射特性, 紫外发射峰位于370～384 nm, 可见发射峰位于468 nm附近； 粉体的平均粒径在100 nm左右。
紫外发光 溶胶-凝胶法 MgxZn1-xO MgxZn1-xO Ultraviolet luminescence Sol-gel
利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)法在蓝宝石(1120)衬底上生长高质量的MgxZn1-xO合金薄膜，实验研究了各种不同Mg组分对样品光学性能的影响。通过光致发光荧光衰减特性对激子发光寿命的研究表明，激子的寿命随Mg组分的增加而增加，当Mg组分达到50%时，激子的寿命为872 ps。
金属有机化学气相沉积(MOCVD) MgxZn1-xO合金 寿命 metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) MgxZn1-xO alloy lifetime
