基于金屬納米顆粒的光學(xué)調(diào)控在有機光電器件中的應(yīng)用.pdf

1、有機電致發(fā)光器件(OLED)具有體積小、重量輕、能耗低、壽命長、分辨率高、色彩全、響應(yīng)快等優(yōu)點,已經(jīng)成為21世紀光電信息技術(shù)領(lǐng)域中備受矚目的前沿課題之一,發(fā)展?jié)摿薮?已經(jīng)得到了廣泛而又深入的研究。為此,我們瞄準國際發(fā)展前沿,充分利用已有的工作積累,圍繞表面等離子激元的強局域特性、金屬顆粒的光散射特性和磁性粒子的自旋特性使得器件的電光轉(zhuǎn)換效率和出光效率大幅提升。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在現(xiàn)階段,大部分表面等離子激元(SPP)增

2、強發(fā)光研究中都是針對光致發(fā)光的增強。但在電致發(fā)光條件下研究金屬納米結(jié)構(gòu)層的SPP光局域增強效應(yīng)以及磁性自旋耦合時熒光增強機理將對器件研究有更大的意義。我們結(jié)合金屬功函數(shù)以及貴金屬特性,又因為金屬合金材料比單純金屬更具靈活性,所以化學(xué)合成了新型鉑鈷合金納米材料。⑵合成的鉑鈷合金材料引入OLED器件,退火前后的電流效率分別為19.2 cd/A和29.3 cd/A,這可能是由表面等離子激元與光散射共同作用的結(jié)果。在器件中,我們采用時間分辨等光

3、譜方法,測試分析合金納米顆粒結(jié)構(gòu)對發(fā)光過程的影響,研究壽命、角度等其他性能,并統(tǒng)籌協(xié)調(diào)驅(qū)動、淬滅等各方面的影響,得出最優(yōu)方案。⑶因為實際制備的薄膜光學(xué)、電學(xué)特性會因制備工藝而有所變化,我們對此做了大量的表征以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作。我們發(fā)現(xiàn)隨著合金納米顆粒的后退火,實現(xiàn)了顆粒的再生長過程,也使得器件內(nèi)部光散射進一步增強,OLED外量子效率再一次提高。同時,結(jié)合阻抗測量和紫外光電子能譜(UPS)能譜,分析界面耦合機制與光增強二次提高的原因。

4、>　　本研究創(chuàng)新之處在于：⑴探索高質(zhì)量的納米材料制備工藝,引入新穎的鉑鈷合金納米材料,顆粒均一穩(wěn)定,在透射電鏡中,晶格條紋清晰可見;⑵通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化,實現(xiàn)SPP由發(fā)光損耗機制到發(fā)光增強機制的轉(zhuǎn)變,變“夕陽”為“朝陽”,制備高亮度、高效率的綠色熒光OLED器件;⑶利用電子的自旋耦合注入,研究光電器件中的磁學(xué)效應(yīng),甚至可以超過電學(xué)內(nèi)量子效率25％的極限;⑷采用電磁理論數(shù)值分析方法,如有限時域差分(FDTD),進行分析與擬合,建立完善的物理模型