本文采用简单的室温球磨法制备了一系列L-组氨酸(L-His)和5-氨基戊酸(5-Ava)修饰的Cs3Cu2I5钙钛矿荧光粉, 并对Cs3Cu2I5∶x%L-His和Cs3Cu2I5∶x%5-Ava(x=0、0.5、1、1.5、2)样品的物相、形貌、光学和稳定性进行了分析。氨基酸添加未对Cs3Cu2I5钙钛矿的晶体结构造成影响, Cs3Cu2I5仍属于Pnma空间群, 但氨基酸的加入对钙钛矿的晶粒尺寸有一定的限制作用, 并有效改善了其光电性能。当x=1时, 经L-His和5-Ava修饰的Cs3Cu2I5钙钛矿较纯Cs3Cu2I5钙钛矿的荧光强度分别提升约1.30倍和1.41倍, 光致发光量子产率(PLQY)提高约25.09个百分点和30.47个百分点, 荧光寿命有效延长。研究发现, 性能的改善与氨基酸中氨基以及羧基基团的作用有关, 氨基以及羧基基团钝化了钙钛矿的缺陷并抑制非辐射复合过程的能量损失。此外, 采用L-His和5-Ava修饰的Cs3Cu2I5钙钛矿荧光粉制备了蓝光发光二极管(LED), 在70 mA的偏流下, 该LED光效率较纯Cs3Cu2I5器件分别增强达1.85倍和2.10倍, 表明这类材料在LED领域有着极大的应用价值。

本文提出利用双凹波导层来改善深紫外（DUV）激光二极管（LDs）的辐射复合特性。利用Crosslight软件对四种不同的波导层结构进行了仿真研究。结果表明，双凹下波导层的引入提高了空穴的有效势垒高度，有效地抑制了空穴从多量子阱（MQW）区的泄漏，增加了MQW区载流子的浓度。优化后的结构辐射复合率显著提升，具有更好的P-I特性和光学约束因子，为提高DUV LDs的性能提供了一个有效的解决方案。

采用数值模拟的方法研究了具有相同的平均In组分, 但In组分的分布不同的3个紫色InGaN/GaN单量子阱样品的光谱特性。通过分析样品的电致发光谱、能带结构、波函数交叠以及载流子浓度分布等, 发现沿生长方向阱内In组分线性增加的单量子阱样品的发光效率最高, 而In组分线性减小的样品发光效率最低。这是因为In组分的线性增加能够减弱极化场对价带的影响, 使阱内价带变得更加平缓。这不仅降低了空穴的注入势垒高度、增大了阱中的空穴浓度, 还增强了阱内电子-空穴波函数的交叠积分, 提高了辐射复合几率, 从而使In组分线性增加的量子阱的发光效率显著提高。

使用金属有机化学气相沉积(metal organic chemical vapor deposition, MOCVD)方法生长了三个具有不同垒层温度的InGaN/GaN量子阱。由于高密度V型坑的形成, 完整的量子阱结构被破坏, 转变成了InGaN量子点(quantum dots, QDs)/量子阱(quantum well, QW)复合结构。通过变功率光致发光谱和变温光致发光谱, 分析了在不同的垒层温度下量子限制斯塔克效应(quantum confined Stark effect, QCSE)、非辐射复合中心密度和载流子局域化效应的变化。结果表明: 在较低的垒层温度下, QCSE较弱, 因为在较低的温度下, V型坑的深度较深, 应力释放较明显, 残余应变较低; 非辐射复合中心密度也随着温度的升高而逐渐增大; 样品的内量子效率(internal quantum efficiency, IQE)随着垒层生长温度的升高而降低。QCSE的增强和非辐射复合中心密度的增大是垒层生长温度升高时内量子效率下降的主要因素。

为在新型太阳能电池等先进光电器件中成功应用ZnO纳米柱阵列,需要以高沉积速率生长ZnO纳米柱,并能够对纳米柱的形貌与光电物理性质进行操控。使用电沉积方法制备ZnO纳米柱阵列,在主电解液中加入了六次甲基四胺,对所制备的ZnO纳米柱阵列的形貌与光电物理性质进行了测试分析。六次甲基四胺能够大幅提升ZnO纳米柱的生长速率,相比未使用六次甲基四胺的电解液配方,ZnO纳米柱的生长速率提高了356%。同时,纳米柱的直径与阵列密度得到有效降低,纳米柱间距增大至58 nm。六次甲基四胺的引入使ZnO纳米柱的光学带隙约红移了0.12 eV。在六次甲基四胺的作用下,ZnO纳米柱的斯托克斯位移减小0.15 eV,非辐射复合受到抑制。通过使用六次甲基四胺,实现了ZnO纳米柱的快速电沉积生长,同时实现了对纳米柱的光学带隙、近带边发射、斯托克斯位移、非辐射复合等光电物理性质的操控。

为在新型太阳能电池等光电器件中应用ZnO纳米结构, 需要对ZnO纳米结构阵列的几何形貌及光电物理性质进行裁剪与操控。采用电化学沉积路线制备ZnO纳米柱阵列, In(NO3)3 与NH4NO3两种盐类被溶入在传统Zn(NO3)2主电解液中。对ZnO纳米柱阵列进行扫描电子显微镜、透射反射光谱、光致发光光谱测试, 分析其形貌与光电物理性质。随着引入的In(NO3)3浓度的增加, ZnO纳米柱阵列的平均直径随之由57 nm减小至30 nm。同时ZnO纳米柱的阵列密度也可降低, 进而增大纳米柱间距至41 nm。由于新的盐类的引入, ZnO纳米柱的光学带隙由3.46 eV蓝移至3.55 eV。随着电解液中In(NO3)3的增加, ZnO纳米柱的斯托克斯位移由198 meV减小至154 meV, ZnO纳米柱中的非辐射复合可以得到一定程度的抑制。通过在主电解液中引入In(NO3)3 与NH4NO3两种盐类, 可对ZnO纳米柱的直径、密度、间距、透射反射率、光学带隙、近带边发射与非辐射复合进行操控与裁剪。

通过将a-Ge∶H/a-SiNx多层膜进行氧化, 制备了nc-Ge/SiNx多层膜。观察到了室温下的强烈可见光发射, 发光波长为500 nm。通过分析, 排除了与量子限制效应有关的光发射机制, 也排除了与Si和N相关的缺陷产生的复合机制, 认为该发光源于氧化后的a-SiNx介质层中带尾态之间的辐射复合, 最有效的激发能量约为介质层的带隙。

激光诱发硅太阳能电池产生载流子，由于少数载流子的复合而发射红外辐射.基于一维载流子传输方程，建立了调制激光诱发PN结少数载流子密度模型，利用该模型仿真分析了载流子寿命、扩散率、表面复合率及光电压对辐射复合产生红外辐射信号的影响.利用InGaAs红外探测器(0.9~1.7μm)记录激光诱发载流子辐射复合的红外辐射信号，用数字锁相放大器提取了幅值与相位.通过频率扫描试验获得了多晶硅太阳能电池载流子传输参数.

外延晶格失配等引入的非辐射复合缺陷是影响GaN基LED性能的重要因素。对不同LED样品老化1600h前后的IV特性、理想因子以及量子效率、发光特性进行了测量研究，并结合非辐射复合缺陷的定量测量，分析验证了非辐射复合缺陷对LED老化性能的影响。结果表明，非辐射复合缺陷是造成GaN基LED老化过程中隧穿电流增大、IV特性偏离理想模型、理想因子增大以及光输出非线性化等现象的根本因素。在此基础上建立了非辐射复合缺陷浓度与LED老化性能之间的关系模型，提出了一种基于非辐射复合缺陷浓度及其恶化系数的GaN基LED老化性能评测方法。