1 浙江经济职业技术学院 汽车技术学院,杭州 310018
2 浙江理工大学 机械工程学院,杭州 310018
3 浙江大学 信息与电子工程学院,杭州 310027
设计并制备了一种基于忆阻器结构且具有可编程特性的Ge基光控晶体管，它由两个结构为Ni/Ge/GeOx/Al2O3∶HfO2/Pd的忆阻器背对背组成，共用阻变层GeOx/Al2O3∶HfO2、衬底Ge和底电极Ni，阻变层的设计是实现光控晶体管功能的关键。两个顶电极Pd作为光控晶体管源漏极，中间区域作为栅极接受外加光源的栅控。探究了Ge基忆阻器光电响应特性，并实现光控晶体管基于光源栅控的输出与转移特性。进一步地，探究了器件的物理机制并验证设计的科学性和可行性。该光控晶体管具有非易失性与标准CMOS工艺兼容性等优势，能有效简化器件制备工艺、降低制造成本，可为下一代光电芯片研发提供参考。
锗 忆阻器 光控晶体管 光电特性 器件物理 氧空位缺陷态 能带结构 非平衡载流子 Ge memristor phototransistor photoelectric characteristic device physics oxygen vacancy defect energy band structure non-equilibrium carriers
1 重庆理工大学理学院, 重庆 400054
2 中国科学院重庆绿色智能技术研究院, 重庆 400714
3 中国科学院大学重庆学院, 重庆 400714
4 重庆邮电大学光电工程学院, 重庆 400065
化学气相沉积(CVD)是大尺度二维材料生长的有效方法, 但CVD过程不可避免地会产生高密度的空位缺陷, 影响材料的光电性能。本文利用碱金属卤盐辅助CVD法直接在p型Si(111)衬底上生长了毫米尺度和原子层厚的WS2。通过在钨源中掺入饱和ErCl3粉末, 得到Er掺杂WS2薄膜(WS2(Er))。结合光学显微镜、扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线光电子能谱、能量色散X射线光谱、光致发光和拉曼光谱等技术对材料进行表征, 结果表明, 相比纯WS2, WS2(Er)薄膜的荧光强度获得数量级增长, 且中心波长大幅红移。荧光测试表明, 相比SiO2衬底上的WS2, 在Si衬底上生长的WS2的荧光特性出现了明显的电荷转移效应。基于SiO2衬底上的WS2和WS2(Er)场效应晶体管器件的光电测试结果表明, WS2(Er)场效应晶体管的光响应度为4.015 A/W, 外量子效率为784%, 均是同等条件下纯WS2器件的2 000倍以上。本工作对稀土掺杂二维材料的研究具有一定的参考意义。
化学气相沉积 二硫化钨 铒掺杂 单晶硅 荧光特性 光电特性 CVD WS2 Er doping single-crystal silicon fluorescent property photoelectric property
1 云南北方奥雷德光电科技股份有限公司, 云南 昆明 650223
2 昆明物理研究所, 云南 昆明 650223
采用两种覆盖层 CPL(Capping layer)材料 Alq3和 ZnSe制备了顶发射白光有机电致发光器件 TE-OLEDs(Top emitting white organic light-emitting diodes), 器件结构为 ITO/NPB:LiQ (5%) (10 nm) /TCTA(20nm)/FIrpic+3.5%Ir(ppy)3+0.5%Ir(MDQ)2(acac)(25nm)/TPBI(10nm)/LiF(5nm)/Mg: Ag(10%) (12 nm)/CPL。实验结果表明, Alq3和 ZnSe作为 CPL可以增强 TE-OLED器件的出光和调制光谱特性, 并且 ZnSe作为覆盖层制备的 TE-OLED器件色坐标(CIEX, CIEY)随亮度变化更平稳, 表现出良好的色稳定性。进一步, 通过改变 ZnSe厚度来优化器件, 当 ZnSe为 45 nm时, 器件获得了最佳的亮度和电流效率, 分别为 1461 cd/cm2和 7.38 cd/A, 色坐标为(0.30, 0.33)。
顶发射白光微型 OLED 覆盖层 光电特性 色坐标 top emitting white OLED capping layer photoelectric property CIEX CIEY
北京工业大学光电子技术教育部重点实验室，北京 100124
为进一步提高GaN基发光二极管（LED）的光效，以改进电极结构为研究点，设计并制备了具有叉指型电极形状，并在P/N电极下刻蚀出电极孔的新型电极结构。该结构使金属电极在P/N电极孔处分别与ITO层和N-GaN层直接接触，进而提高了器件的电流扩展能力和发光效率。为了得到更优的电流阻挡层（CBL）结构、电极孔尺寸和电极孔间距，设计了7种不同的器件，并对其进行了光电性能测试。测试结果表明：在150 mA工作电流下，不连续CBL结构不能够有效改善LED的发光性能；P电极孔尺寸对器件的性能影响不大，当P电极孔间距由20 μm增大为30 μm时，外量子效率（EQE）和光电转换效率（WPE）分别提升了约5.0%和3.8%；当N电极孔尺寸由17 μm×5 μm减小为10 μm×5 μm时，EQE和WPE分别提升了约6.5%和3.0%；当N电极孔间距由45 μm减小为40 μm时，并未有效改善器件的发光性能。
光学器件 GaN基发光二极管 光电特性 热可靠性 光学学报
2022, 42(19): 1923003
1 华南师范大学 国家绿色光电子国际联合研究中心，华南师范大学-荷兰埃因霍温理工大学响应型材料与器件集成国际联合实验室，广东 广州,510006
2 华南师范大学 华南先进光电子研究院，彩色动态电子纸显示技术研究所， 广东省光信息材料与技术重点实验室，广东 广州,510006
当前聚合物稳定液晶器件的光电响应特性尚未完全满足智能窗的实用需求。材料的自身特性是决定液晶器件性能的关键，因此本文重点研究了负性液晶材料的介电各向异性和双折射率两项核心参数对聚合物稳定液晶器件光电响应特性的影响趋势，并给出对应的最佳参数。本文采用实验和仿真相结合的研究方法，首先选用具有不同参数的负性液晶材料制备聚合物稳定液晶器件，研究分析介电各向异性对器件光电性能的影响。然后通过仿真模拟，研究负性液晶材料的双折射率对器件光电效应的影响。最后通过实验和仿真结果的综合分析得出最佳负性液晶参数。研究结果表明，介电各向异性越大，液晶分子越容易被电场驱动，液晶器件的光电性能也就越好。在固定聚合物稳定网络双折射率的情况下，当负性液晶的双折射参数为ne=1. 49、no=1. 593时，可达到最优雾度。这一研究结果可为聚合物稳定液晶器件性能的优化及产业化的发展提供理论指导。
聚合物稳定液晶器件 智能窗 负性液晶 光电特性 polymer stabilized liquid crystal smart windows negative liquid crystals photoelectric effect 武圆梦 1,2,*胡俊杰 1,2王淼 1,2,3易觉民 1,2,3[ ... ]徐科 1,2,3,4
1 中国科技大学纳米技术与纳米仿生学院,合肥 230026
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,苏州 215123
3 江苏第三代半导体研究院,苏州 215000
4 苏州纳维科技股份有限公司,苏州 215123
本文利用低温光致发光谱(PL)研究了Fe掺杂GaN晶体非极性a面{1120}、m面{1100} 的带边峰和Fe3+相关峰(4T1(G)- 6A1(S))的偏振发光特性。结果表明: a面与m面光学各向异性差别较小,线偏振光的电矢量E平行于c轴［0001］时(E∥c),GaN带边峰强度最小,而Fe3+零声子峰(1.299 eV)强度最强。带边峰线偏振度小,而Fe3+零声子峰线偏振度大,a面带边峰的线偏振度为26％,Fe3+零声子峰的偏振度在a面和m面分别达到55%和58%。在5 K低温下,进一步测量了Fe3+精细峰和声子伴线的偏振特性,结果表明,除了一个微弱的峰外,其他精细峰和声子伴线与Fe3+零声子峰偏振特性一致。本研究有助于拓展Fe掺杂GaN晶体材料在新型偏振光电器件领域的应用。
氮化镓 Fe掺杂 半绝缘 非极性面 光学各向异性 光电特性 偏振光 GaN Fe doping semi-insulating non-polar surface optical anisotropy optical and electrical property polarized light
云南北方奥雷德光电科技股份有限公司, 云南 昆明 650223
研制了以镱银合金为透明阴极的顶发射白光 OLED器件。采用 ITO/NPB: LiQ(5%)(10 nm) /TCTA(20 nm)/FIrpic＋3.5% Ir(ppy)3＋0.5%Ir(MDQ)2(acac)(25 nm)/TPBI(10 nm)/LiF(5 nm) /Yb: Ag (X%)(X nm)器件结构, 在相同镱银比例下, 蒸镀不同厚度的镱银合金阴极制备了新型顶发射白光 OLED器件, 获得了优化的镱银合金厚度为 12 nm; 固定镱银阴极厚度, 蒸镀不同比例的镱银合金阴极制备了新型顶发射白光 OLED器件, 探究不同比例的镱银合金对有机电致发光器件的影响。结果表明, 当镱银电极的掺杂比例为 10:1时, 器件的性能最佳, 在 20 mA/cm2电流密度下, 器件的驱动电压为 2.3 V, 亮度为 1406 cd/m2, 色坐标为(0.3407,0.3922)。
Yb:Ag合金 阴极 顶发射白光 OLED微型显示器 光电特性 Yb: Ag alloy cathode top emitting white OLED photoelectric property
1 1. 曲靖师范学院 化学与环境科学学院, 曲靖 655011, 曲靖 655011
2 2. 曲靖师范学院 教师与教育学院, 曲靖 655011
铌酸盐类物质, 如LiNbO3, KNbO3, LnNbO4 (Ln=Pr, La, Ga, Y)等, 表现出优良的光敏特性, 受到广泛关注, 但过渡金属类铌酸盐研究较少, 其光电特性与空位缺陷的关系尚无深入探讨。基于密度泛函理论第一性原理方法, 本研究探讨了空位缺陷对ZnNb2O6体系光电特性的影响。通过对各体系几何结构、电子结构和光电谱的计算与分析, 清晰展示了体系中原子电负性与几何位置对结构与电子能级的影响, 八面体中心位置原子(如Zn, Nb)对能带的贡献类似, 形成空位缺陷时, 价带位置相对固定。但电负性大的Nb原子形成空位缺陷体系时, 产生的晶格畸变程度大, 导带负移明显, 吸收边红移, 有利于光电特性的提升; 八面体顶点位置原子O形成空位缺陷时, 晶格畸变程度较小, 导带与价带均发生负移, 费米面处出现杂质能级, 造成载流子“俘获阱”, 同时对电荷的再分配产生较大影响, 导致体系光谱整体蓝移, 光电谱强度全面提升。
ZnNb2O6 空位缺陷 光电特性 第一性原理 ZnNb2O6 vacancy defect optical-electrical characteristic first-principles
