王鑫炜 1,2,*刘宏伟 1,2高克 1张赞允 1[ ... ]牛萍娟 1,2
作者单位
摘要
1 天津工业大学 电子与信息工程学院, 天津 300387
2 天津市光电检测与系统重点实验室, 天津 300387
3 天津三安光电有限公司, 天津 300384
通过有限元分析, 利用COMSOL软件模拟计算了Nano-LED 半极性面InGaN/GaN单量子阱距离边缘不同位置的应变和压电极化分布, 并结合模拟得到的量子阱极化电场, 采用Silvaco软件计算得到了Nano-LED InGaN/GaN单量子阱距离边缘不同位置的发光光谱。应变和压电极化分布结果表明, 其在距离半极性面量子阱边缘100 nm的范围内变化明显。然而, 在半极性面内部, 应力释放现象消失, 压电极化电场变强, 量子限制Stark效应导致InGaN/GaN单量子阱发光强度降低。发光光谱分析表明, 60 mA工作电流下, Nano-LEDInGaN/GaN半极性面量子阱边缘位置的光谱峰值最大蓝移达21 nm, 其原因在于边缘的应力释放作用。Nano-LED非极性面和半极性面的整体光谱分析表明, 在固定Nano-LED高度条件下, Nano-LED的直径越大, 半极性面占比越高, 器件整体发光光谱的双峰值现象越明显, 这将为多波长Nano-LED器件的设计提供借鉴。
量子阱应变 极化效应 有限元分析 Nano-LED Nano-LED quantum well strain polarization finite element 
发光学报
2021, 42(1): 111
王巍 1,2,3,4李一 2,3宁平凡 1,3,4牛萍娟 1,3,4[ ... ]詹和军 1
作者单位
摘要
1 天津工业大学 电气工程与自动化学院, 天津 300387
2 天津工业大学 电子与信息工程学院, 天津 300387
3 天津工业大学 大功率半导体照明应用系统教育部工程研究中心, 天津 300387
4 天津工业大学 天津市电工电能新技术重点实验室, 天津 300387
报道了一种使用绿色CsPb(Br0.75I0.25)3无机钙钛矿量子点(PeQDs)和红色K2SiF6∶Mn4+(KSF)荧光粉作为荧光转换材料实现广色域白光LED的方法。合成了绿色CsPb(Br0.75I0.25)3量子点, 峰值波长为526 nm, 半高宽度为27 nm, 具有很好的单色性。采用蓝光LED芯片、红色KSF荧光粉和绿色CsPb(Br0.75I0.25)3 PeQDs组合能够覆盖CIE 1931颜色空间中很广的色域, 达到NTSC标准色域的107%。利用丝网印刷和紫外固化工艺制作了PeQDs薄膜、KSF薄膜和PeQDs-KSF混合薄膜, 与蓝光LED芯片组合得到了3种不同封装形式的白光LED器件。研究了不同封装形式对器件光学特性的影响, KSF薄膜在外侧的样品光效最高, 为102 lm/W, 色温为7 100 K。
钙钛矿量子点 广色域 perovskite quantum dots CsPb(Br0.75I0.25)3 CsPb(Br0.75I0.25)3 KSF KSF wide color gamut 
发光学报
2018, 39(5): 627
作者单位
摘要
1 天津工业大学 电气工程与自动化学院, 天津300387
2 天津工业大学 大功率半导体照明应用系统教育部工程研究中心, 天津300387
3 易美芯光(北京)科技有限公司, 北京100176
光诱导功能退化是胶体量子点在应用中面临的主要挑战之一, 本文针对这一问题研究了使用磁控溅射沉积SiO2薄膜形成钝化层来提高CdSe/ZnS量子点发光稳定性的方法。首先,通过三正辛基膦辅助连续离子层吸附反应方法合成了615 nm发光的红色CdSe/ZnS量子点。然后将量子点旋涂在SiO2/Si基片上, 再通过磁控溅射方法在量子点上沉积了厚度为20 nm的SiO2薄膜作为钝化层。使用连续波激光光源分别在空气气氛和真空条件下照射样品, 研究了经过不同照射时间后钝化和未钝化量子点的稳态光致发光光谱。结果表明, 随着照射时间的延长, 没有SiO2钝化的量子点的PL强度显著降低、PL峰值发生蓝移、FWHM不断增大。对比研究发现, 由于SiO2薄膜能够阻挡空气中的水和氧, 减缓了量子点表面的光诱导氧化现象, 因此显著提高了CdSe/ZnS量子点的稳定性。
光致发光 量子点 发光稳定性 SiO2钝化 photoluminescence quantum dots CdSe/ZnS CdSe/ZnS photo-stability SiO2 passivation 
发光学报
2018, 39(2): 109
作者单位
摘要
1 天津工业大学 电气工程与自动化学院, 电工电能天津市重点实验室, 大功率半导体照明应用系统教育部工程中心, 天津 300387
2 南开大学 光电子薄膜器件与技术研究所, 光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室, 光学信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300071
采用射频等离子体增强化学气相沉积的方法, 研究制备了一种基于硅基薄膜的高反射一维光子晶体。通过交替改变反应气体组分实现低折射率SiOx层和高折射率a-Si层的交替层叠沉积, 具有两种膜层介质折射率比大、反射率高、沉积时间短、工艺窗口宽等优点。采用5周期的SiOx层与a-Si层构成的一维光子晶体(厚度分别为155 nm和55 nm), 其禁带范围内(650~1 100 nm)的平均反射率达到99.1%, 高于相同波长范围内Ag的平均反射率(96.3%)。
一维光子晶体 硅基薄膜 高反射 one dimensional photonic crystal silicon thin films high reflection 
发光学报
2017, 38(10): 1403
牛萍娟 1,2,3,*薛卫芳 1,3宁平凡 2,3刘宏伟 1,2,3[ ... ]崔贺凤 1,3
作者单位
摘要
1 天津工业大学 电子与信息工程学院, 天津300387
2 天津工业大学 电气工程与自动化学院, 天津300387
3 天津工业大学 大功率半导体照明应用系统教育部工程研究中心, 天津300387
采用传输矩阵模型研究了基于低维相变薄膜的显示器件的光学特性与器件结构的关系。显示器件的类型有反射型和透射型, 器件结构的关键参数包括Ge2Sb2Te5 (GST)层的厚度、ITO层的厚度、GST层的晶态与非晶态的变化。结果表明: 对于反射型器件, ITO层的厚度对器件的反射光谱影响较大, 可以通过改变ITO层的厚度达到改变器件颜色的效果; GST层的厚度为12 nm时, GST的晶态与非晶态的变化使器件有最好的颜色对比度且消耗较低的电功率。对于透射型器件, 通过使用超薄的GST薄膜, 器件的透明度可以保持很高, 器件的透明度在GST的厚度超过几纳米后迅速下降。
传输矩阵 相变薄膜 显示器件 颜色对比度 transfer matrix phase-change thin film display device color contrast 
发光学报
2016, 37(12): 1514
牛萍娟 1,2,*吴英蕾 1于莉媛 1,2朱文睿 1[ ... ]杨洁 1
作者单位
摘要
1 天津工业大学 电子与信息工程学院, 天津 300387
2 天津工业大学 电气工程与自动化学院, 天津 300387
采用基于第一性原理计算的平面波超软赝势方法, 计算电子辐照后由简单缺陷引起的GaN外延材料的光学性能变化。首先计算出本征GaN晶体的性质作为研究缺陷性质变化的参照, 着重分析了VN、VGa、GaN、MgGa、MgGa-ON、MgGa-VN、VGa-ON等缺陷对光吸收谱的影响。由于InGaN多量子阱是主要的LED发光来源, 还对不同In摩尔分数掺杂下的GaN进行了光学性质研究。结果表明: VN、GaN和In掺杂等缺陷使GaN主吸收峰出现红移且吸收系数均降低; 而VGa、MgGa、MgGa-ON、VGa-ON均使GaN的主吸收峰出现蓝移, 只是MgGa缺陷使主吸收峰峰值增加, 其余缺陷均使主峰吸收系数降低; MgGa-VN仅仅减小了主峰峰值, 并未改变光子吸收波长。研究结果表明, 电子辐照后的缺陷会使材料性能发生变化。
第一性原理计算 电子辐照 缺陷 光学性能 first-principles calculation electron irradiation GaN GaN point defects optical properties 
发光学报
2016, 37(7): 798
牛萍娟 1,2,3,*薛卫芳 1,3宁平凡 2,3王雪飞 2[ ... ]朱文睿 1,3
作者单位
摘要
1 天津工业大学 电子与信息工程学院, 天津 300387
2 天津工业大学 电气工程与自动化学院, 天津 300387
3 天津工业大学 大功率半导体照明应用系统教育部工程研究中心, 天津 300387
首次提出了一种基于静电纺丝工艺以柔性PET为基底的新型LED远程荧光片的制备方法,实现了蓝色LED芯片与荧光粉层相分离的免封装器件结构。采用静电纺丝工艺制备了黄色荧光片和红色荧光片,并研究了黄色荧光片的透射率、吸收率、PL谱及红色荧光片对白光LED的光学性能参数的影响,包括光通量、相关色温、光效。实验结果表明,所制备黄色荧光片在可见光波段具有良好的透光性,荧光片的光谱完全由荧光粉来决定,不需要考虑复杂工艺的影响;使用红色荧光片可以在保持高光效的同时将球泡灯的相关色温由5 595 K降低为3 214 K,这在曲面发光及色温调节方面为灯具设计提供了广阔的空间。
静电纺丝 LED远程荧光片 透射率 PL谱 相关色温 electrostatic spinning LED remote fluorescent sheet transmittance PL spectrum correlated color temperature 
发光学报
2016, 37(5): 567
张建新 1,2,3,*杨庆新 1,3牛萍娟 1,2王宁 1,2蒋怡娜 2
作者单位
摘要
1 天津工业大学 天津市电工电能新技术重点实验室, 天津 300387
2 天津工业大学 大功率半导体照明应用系统教育部工程研究中心, 天津 300387
3 天津工业大学 中空纤维膜材料与膜过程省部共建国家重点实验室, 天津 300387
为考察装配板状肋片散热器的多角度照射型LED灯的自然对流散热性能的方向效应, 以一款LED投光灯的关键散热结构为研究对象, 采用实验测量法验证数值模拟的计算精度, 并将数值模拟的温度和流体数据用于分析3种驱动电流和7个出光倾角下最大温升和温度均匀性的散热机制。结果表明: 不同倾角下的散热器肋间风道内的流速分布的较大差异, 是导致最大温升和温度均匀性变化的根本原因; 最高温度点的上、下游流速的差值可用于定量解释温度均匀性的变化规律。不同倾角下肋片间距对最大温升的影响趋势表明: 最佳间距附近的散热器性能对倾角的敏感度最高, 散热能力的方向效应不容忽视。
LED散热 自然对流 板状肋片散热器 数值模拟 倾角 LED cooling natural convection plate-fin heat sink numerical simulation inclination angle 
发光学报
2015, 36(7): 846
作者单位
摘要
1 天津工业大学电气工程与自动化学院 天津市电工电能新技术重点实验室, 天津 300387
2 天津工业大学 大功率半导体照明应用系统教育部工程研究中心, 天津 300387
针对一款阵列型大功率LED投光灯的散热特点, 建立了关键散热结构的物理模型, 并基于等效热路法选用能正确表达其热传导和热对流性能的数学模型, 进而遵循本文设计的计算流程能快速计算出自然对流边界条件下的散热性能。通过与红外热像仪的实测温度进行比较, 发现二者数据吻合性好, 误差仅为+1.08%。随后经散热器关键结构参数对散热性能的影响趋势分析可以看出: 肋片间距对投光灯模型存在明显的最优选择, 宜采用5 mm的肋片间距; 增加肋片高度和减薄肋片厚度均能提升模型的散热性能, 但建议须同时考虑减重、成本和可加工性, 以获取更适宜的肋片高度(24 mm)和厚度(1~2 mm)。等效热路法可作为同类型LED灯具结构散热性能分析与优化的一种便捷而有效的研究方法。
LED阵列 等效热路法 自然对流 散热性能 LED array thermal circuit method natural convection heat dissipation performance 
发光学报
2013, 34(4): 516
于莉媛 1,2,*牛萍娟 1,2邢海英 2,3侯莎 2,3
作者单位
摘要
1 天津工业大学 电气工程与自动化学院, 天津 300387
2 大功率半导体照明应用系统教育部研究中心, 天津 300387
3 天津工业大学 电子与信息工程学院, 天津 300387
研究了不同能量的电子束辐照对GaN基发光二极管(Light emitting diode, LED)发光性能的影响。利用实验室提供的电子束模拟空间电子辐射, 对GaN基LED外延片进行1.5, 3.0, 4.5 MeV电子束辐照实验, 并应用光致发光(Photoluminescence, PL)谱测试发光性能。结果表明: 在1.5 MeV电子束辐照下, 采用10 kGy剂量辐照时, LED的发光强度增加约25%; 而在100 kGy剂量辐照时, LED的发光强度降低约16%。3 MeV的电子束辐照可使原来色纯度不高的LED的色纯度变好, 而更高能量的辐照将会引起器件失效。
电子束辐照 发光性能 氮化镓 electron-beam irradiation LED LED luminescent properties GaN 
发光学报
2012, 33(8): 869

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