Author Affiliations
Abstract
1 School of Electronics and Information, Hangzhou Dianzi University, Hangzhou 310018, China
2 Tianjin Key Laboratory of Imaging and Sensing Microelectronic Technology, School of Microelectronics, Tianjin University, Tianjin 300072, China
3 Chongqing Optoelectronics Research Institute, Chongqing 400060, China
CMOS image sensors produced by the existing CMOS manufacturing process usually have difficulty achieving complete charge transfer owing to the introduction of potential barriers or Si/SiO2 interface state traps in the charge transfer path, which reduces the charge transfer efficiency and image quality. Until now, scholars have only considered mechanisms that limit charge transfer from the perspectives of potential barriers and spill back effect under high illumination condition. However, the existing models have thus far ignored the charge transfer limitation due to Si/SiO2 interface state traps in the transfer gate channel, particularly under low illumination. Therefore, this paper proposes, for the first time, an analytical model for quantifying the incomplete charge transfer caused by Si/SiO2 interface state traps in the transfer gate channel under low illumination. This model can predict the variation rules of the number of untransferred charges and charge transfer efficiency when the trap energy level follows Gaussian distribution, exponential distribution and measured distribution. The model was verified with technology computer-aided design simulations, and the results showed that the simulation results exhibit the consistency with the proposed model.
CMOS image sensor charge transfer interface state traps 
Journal of Semiconductors
2023, 44(11): 114104
余中 1王玉雪 2代平 2韩晶 2[ ... ]张绪 3
作者单位
摘要
1 西安理工大学应用化学系, 西安 710054
2 西安理工大学材料物理与化学系, 西安 710048
3 陕西省微生物研究所, 西安 710043
分别以吡嗪和4,4’-联吡啶为共配体, Cd2+、Zn2+与4,4’-偶氮苯二甲酸(H2(4,4’-azo))配位反应得到了两个金属-有机框架(MOFs)。X射线单晶衍射研究结果表明, 其结构中均不含共配体, 与之前报道的 [Cd(4,4’-azo)(H2O)]n(1)和[Zn(4,4’-azo)(H2O)2]n(2)的晶体结构一致。将共配体变为几何尺寸更长的1,3-二(四吡啶基)丙烷(bpp), 金属离子变为Co2+, 合成了一个共晶[H2(4,4’-azo)(bpp)]n(3), 其为单斜晶系, C2/c空间群, 晶胞参数: a=3.216 8(19) nm, b=0.475 5(3) nm, c=1.873 2(14) nm。用热重分析仪和荧光分光光度计分别研究了三个化合物的热稳定性和两个MOFs的发光性质。1和2都具有优异的热稳定性, 尤其是2的初始失重温度高达247 ℃。由于1是由4,4’-azo双齿配位两个Cd2+形成双核3D网络结构, 而2是4,4’-azo单齿配位Zn2+形成的1D “zig-zag”链, 两者的紫外光谱和荧光光谱不同。2除具有配体固有的荧光发射(359 nm)外, 由于Zn2+与4,4’-azo配位后产生的配体到金属的电荷跃迁(LMCT), 还在420 nm处新增一个增强的荧光发射峰。
4,4’-偶氮苯二甲酸 金属-有机框架 晶体结构 荧光 电荷跃迁 热稳定性 4,4’-azobenzoic acid metal-organic framework crystal structure fluorescence charge transfer thermal stability 
人工晶体学报
2023, 52(11): 2024
作者单位
摘要
1 兰州理工大学 材料科学与工程学院
2 兰州理工大学 理学院,兰州 730050
通过将Liq(8-hydroxyquinolinato-lithium)掺入电子传输层Alq(tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum)中,制备了具有不同结构的仅传输电子的单载流子器件。实验结果表明,掺杂器件的电性能劣于含Liq/Al复合阴极的非掺杂器件,优于含Al阴极的非掺杂器件,这表明掺入Alq的Liq没有产生明显的“n型掺杂”效应,其具有双重作用:掺杂后分散在Alq/Al阴极界面上的Liq以电子注入层的形式出现,通过增强电子注入来提高器件电流;掺杂后存在于Alq体相中的Liq由于自身的导电性差,对电子传输具有不利影响,从而降低了器件的电流。在电致发光器件的测试中,Liq的掺杂表现出类似的现象,掺入Liq的器件性能介于非掺杂具有Liq/Al阴极和Al阴极结构器件之间,三种器件的最大电流效率分别为3.96,4.27和2.27 cd/A,并且在吸收光谱和光致发光光谱中观察不到电荷转移所带来的额外变化。
有机半导体 界面修饰 电荷转移 organic semiconductor Liq Liq Alq Alq interface modification charge transfer 
半导体光电
2023, 44(4): 556
作者单位
摘要
北京信息科技大学 仪器科学与光电工程学院,北京 100192
由于金属氧化物具有较好的热稳定性以及对水/氧的敏感性较低,因此被作为最重要的电荷传输材料应用于量子点发光二极管(QLED)器件中。然而,不同金属氧化物的电荷传输能力不同,并且在不同的器件结构中界面能级匹配问题等因素会使得电荷失衡,甚至引发激子猝灭。因此在保证材料稳定性的同时,要得到良好的器件性能就要对其进行界面修饰和优化。本文以金属氧化物作为电荷传输层、电荷注入层以及电荷阻挡层分别进行阐述,通过混入其他材料以及构建合理的器件结构等方面综述了近些年金属氧化物在QLED应用中的发展历程。
金属氧化物 电荷传输层 电荷注入层 电荷阻挡层 复合界面功能层 metallic oxide charge transfer layer charge injection layer charge barrier layer composite interface function layer 
发光学报
2023, 44(8): 1439
吴育南 1,2,3,*何缘 1,2,3靳焘 1,3池振国 2,**
作者单位
摘要
1 中科院广州化学有限公司,广东 广州 510650
2 中山大学 化学学院,广东 广州 510275
3 中科检测技术服务(广州)股份有限公司,广东 广州 510650
设计合成了一种萘酰亚胺化合物oCz-NI。通过理论计算,发现其具有扭曲的结构且电子给体和电子受体在空间上具有较小的距离,有利于实现空间电荷转移。不同溶剂中的光致发光光谱表明,oCz-NI存在分子内电荷转移。进一步进行变温光谱测试,发现粉末的荧光强度随着温度升高而增大,这表明oCz-NI具有热活性延迟荧光特性。上述结果表明采用空间电荷转移策略设计TADF材料具有可行性。热重分析和差示扫描量热法分析表明其具有良好的热稳定性,其5%失重温度为350 ℃,玻璃化转变温度为121 ℃。采用oCz-NI作为发光材料制备的有机发光二极管,发射峰波长为496 nm,最大亮度为1 405 cd/m2,最大外量子效率为4.11%。
萘酰亚胺 空间电荷转移 热活性延迟荧光 有机电致发光器件 分子内电荷转移 naphthalene imide space charge transfer thermally activated delayed fluorescence organic light-emitting diode intramolecular charge transfer 
发光学报
2023, 44(8): 1398
成田恬 1张坤 2罗曼 1,2,*孟雨欣 1[ ... ]余晨辉 1,***
作者单位
摘要
1 南通大学 信息科学技术学院 江苏省专用集成电路设计重点实验室,江苏 南通 226019
2 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室,上海 200083
由低维InAs材料和其他二维层状材料堆叠而成的垂直范德华异质结构在纳米电子、光电子和量子信息等新兴领域中应用广泛。探索跨结界面的电荷转移机制对于全面理解该类器件的非凡特性至关重要。第一性原理计算在揭示界面电荷转移特性与各种能量稳定型InAs基范德华异质结的电、光、磁等原理物理特性和器件性能变化之间的内在关系方面发挥着不可比拟的作用。文中梳理、总结和探讨了近年来InAs基范德华异质结间界面电荷转移特性的理论研究工作与潜在的功能应用,提出在理论方法和计算精度方面大力发展第一性原理计算的几个途径,为更好地开展InAs基范德华异质结的基础科学研究和应用器件设计提供可借鉴的量化研究基础。
InAs异质结 范德华堆叠结构 界面电荷转移 第一性原理计算 InAs heterojunction van der Waals stacking configuration interfacial charge transfer first-principles calculations 
红外与毫米波学报
2023, 42(5): 666
作者单位
摘要
北京邮电大学 理学院,北京 100876
具有热激活延迟荧光(Thermally activated delayed fluorescence,TADF)特性的有机给、受体(Donor?acceptor,D?A)分子体系通过反向系间窜越捕获三重态激子,可以将内量子效率的理论上限提高到100%,因而受到极大关注。通常,具有分子内电荷转移特性的D?A体系可以通过构建扭曲的分子构象来减小单、三重态之间的能差ΔES?T,以确保反向系间窜越快速发生。当分子被激发后,若激发态构象中D?A的二面角更接近90?时,ΔES?T会更小,延迟荧光也会增强。然而,快速的溶剂化过程常常会影响激发态构象、分子内电荷转移过程、延迟荧光发射,这使得研究TADF分子发光过程更富有挑战。本文综述了本课题组近期在溶剂化对D?A体系延迟荧光的影响及调控方面所取得的初步进展。结果显示,强极性溶剂会导致非辐射弛豫增加,不利于TADF发射;改变溶剂粘度会影响激发态构象弛豫,从而可以实现对TADF的增强或减弱的调控。这些结果有助于理解溶剂化效应与构象弛豫、TADF之间的关系,为TADF分子的设计与合成提供指导。
有机给受体分子体系 热激活延迟荧光 溶剂化 分子内电荷转移 organic donor-acceptor systems thermal activated delayed fluorescence solvation intramolecular charge transfer 
发光学报
2023, 44(7): 1239
作者单位
摘要
苏州大学材料与化学化工学部, 江苏 苏州 215123
载流子在等离激元金属纳米粒子上的快速复合, 导致传统的光电催化剂效率显著降低, 通过金属和半导体的复合可实现热电子和空穴的分离以提升光电催化效率。 采用Ag纳米粒子与半导体TiO2纳米粒子复合提高其光电催化活性, 并探索了催化活性提升的机理, 研究了TiO2-Ag纳米复合材料之间空间电荷区能带弯曲以及内置电场的作用, 为设计高性能SPR光电催化剂提供理论和实验依据。 以对氨基苯硫酚(PATP)及对硝基苯硫酚(PNTP)的光电催化偶联反应为探针, 研究了TiO2-Ag纳米复合材料的催化性能。 结果表明TiO2的引入提高了Ag的SPR催化活性, 其主要原因是TiO2的引入可提高TiO2-Ag间电子和空穴的分离效率。
表面增强拉曼光谱 电荷转移 肖特基势垒 表面等离激元共振催化 Surface enhanced Raman spectroscopy TiO2-Ag TiO2-Ag nanocomposites Charge transfer Schottky barrier SPR catalysis 
光谱学与光谱分析
2023, 43(4): 1112
作者单位
摘要
长安大学材料科学与工程学院,西安 710061
以发射蓝色荧光的UiO-66-NH2和发射红色荧光的Eu-MOFs为荧光基团,构建了比率荧光探针(UiO-66-NH2@Eu-MOFs),成功应用于环境水样中的微量PO43-的检测。将发射蓝色荧光UiO-66-NH2与发射红色荧光Eu-MOF结合,构建了测定环境水样中的微量PO43-的比率荧光探针。结果表明:当PO43-存在时,由于配体-金属电荷转移(LMCT)效应的减弱,导致UiO-66-NH2的荧光增强;另一方面,PO43-和Eu3+的强配位作用将阻止配体-金属的能量转移(LMET),破坏了“天线”效应并导致Eu-MOF的荧光猝灭,在最优条件下,F445/F633与PO43-在1~12 μmol/L浓度范围内呈现良好的线性关系,表明该传感器对检测PO43-有较好的选择性和灵敏性,为PO43-的快速检测提供了一种新思路。
荧光 磷酸根离子 配体-金属电荷转移 配体-金属能量转移 天线效应 fluorescence phosphate ligand-metal charge transfer ligand-metal energy transfer antenna effect 
硅酸盐学报
2023, 51(3): 796
Author Affiliations
Abstract
1 Laboratory of Organic Electronics, Department of Science and Technology (ITN), Linköping University, SE-60174, Norrköping, Sweden
2 Wallenberg Wood Science Center, Department of Science and Technology (ITN), Linköping University, SE-60174, Norrköping, Sweden
With the emergence of new materials for high-efficiency organic solar cells (OSCs), understanding and finetuning the interface energetics become increasingly important. Precise determination of the so-called pinning energies, one of the critical characteristics of the material to predict the energy level alignment (ELA) at either electrode/organic or organic/organic interfaces, are urgently needed for the new materials. Here, pinning energies of a wide variety of newly developed donors and non-fullerene acceptors (NFAs) are measured through ultraviolet photoelectron spectroscopy. The positive pinning energies of the studied donors and the negative pinning energies of NFAs are in the same energy range of 4.3?4.6 eV, which follows the design rules developed for fullerene-based OSCs. The ELA for metal/organic and inorganic/organic interfaces follows the predicted behavior for all of the materials studied. For organic–organic heterojunctions where both the donor and the NFA feature strong intramolecular charge transfer, the pinning energies often underestimate the experimentally obtained interface vacuum level shift, which has consequences for OSC device performance.With the emergence of new materials for high-efficiency organic solar cells (OSCs), understanding and finetuning the interface energetics become increasingly important. Precise determination of the so-called pinning energies, one of the critical characteristics of the material to predict the energy level alignment (ELA) at either electrode/organic or organic/organic interfaces, are urgently needed for the new materials. Here, pinning energies of a wide variety of newly developed donors and non-fullerene acceptors (NFAs) are measured through ultraviolet photoelectron spectroscopy. The positive pinning energies of the studied donors and the negative pinning energies of NFAs are in the same energy range of 4.3?4.6 eV, which follows the design rules developed for fullerene-based OSCs. The ELA for metal/organic and inorganic/organic interfaces follows the predicted behavior for all of the materials studied. For organic–organic heterojunctions where both the donor and the NFA feature strong intramolecular charge transfer, the pinning energies often underestimate the experimentally obtained interface vacuum level shift, which has consequences for OSC device performance.
organic semiconductors organic solar cells pinning energies integer charge transfer interface dipoles 
Journal of Semiconductors
2023, 44(3): 032201

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