金纳米颗粒与褶皱结构增强的QLED器件电致发光性能的研究

来源 :河南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dephibase
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
量子点(QDs)因具有量子产率高、荧光寿命长、吸收光谱宽、发光光谱窄等优点,在照明和显示等领域有着广阔的应用前景。自1994年科学家首次将Cd Se量子点引入发光二极管(LED)以来,通过材料合成、器件结构优化等方法,已经实现了量子点发光二极管(QLED)器件的长足发展。QLED器件走向应用的核心,是实现器件综合性能均衡的同时具备较高的外量子效率(EQE)。然而受到载流子注入不平衡、界面缺陷较多等因素的限制,QLED器件非辐射复合速率较高,量子点薄膜荧光强度较低,导致器件内量子效率不高。QLED的外量子效率为内量子效率与光提取效率的乘积。光提取效率主要受表面等离子体、波导、基底等模式的影响,这导致了传统结构QLED器件光损耗较高、光提取效率较低。因此,如何同时提升器件的内量子效率与光提取效率,并最终提高器件的外量子效率,是本论文关注的焦点。本论文首先通过金纳米颗粒(Au NPs)与量子点薄膜产生的局域等离子体共振(LSPR)效应来增强器件的内量子效率;进一步,通过微纳结构提取限制在波导模式内部的光子,增强光耦合效率。并最终通过内量子效率与器件光提取效率的提升,获得较高的外量子效率,实现综合性能占优的QLED发光器件。具体而言,本论文的研究工作可以归纳如下:(1)Au NPs&PEDOT:PSS复合体系提升器件性能将Au NPs&PEDOT:PSS复合体系作为空穴注入层(HIL),构筑成QLED器件,通过对Au NPs粒径和体系含量的精细调控,实现器件优化,提升发光性能。当Au NPs粒径20 nm,体系含量5%(体积比)时,QLED器件获得了最高的光电性能。对比非Au NPs器件,Au NPs的引入,使得器件最大亮度从190300 cd/m~2到216400 cd/m~2,提升幅度高达12%;最大外量子效率从16%提升至21.28%,提升幅度高达24.81%。器件性能提升归因于Au NPs共振吸收峰(522 nm)与QDs PL峰(526 nm)的耦合。Au NPs与QDs通过局域表面等离子体共振作用,提高了激子的辐射复合速率,增强了量子点薄膜的荧光强度,获得了器件较高的发光效率。(2)TFB/Au NPs/TFB叠层结构提升器件性能基于TFB/Au NPs/TFB叠层结构,调整Au NPs与量子点薄膜的距离,实现Au NPs与量子点共振耦合强度的调控,并研究LSPR对QLED器件发光的增强作用与提升机制。对比非Au NPs器件,Au NPs的引入使得器件的最大亮度由156300 cd/m~2提升至183900cd/m~2,提升幅度高达17.8%;最大外量子效率由16.08%提高至22.76%,实现了较高外量子效率条件下,高达29.34%的提升。当量子点和Au NPs距离太近时,激子在金属界面处容易发生非辐射复合,造成荧光猝灭。相应的,当QDs与Au NPs的距离合适时,Au NPs与量子点薄膜产生较强的耦合作用,有助于提升激子的辐射复合速率,并增强QDs薄膜的光致发光性能。进一步的,通过分析单载流子(空穴)器件J-V特性曲线,观察到了Au NPs减小了器件的漏电流,并提高了QLED的工作电流。(3)褶皱结构提升QLED器件出光性能利用反应离子束刻蚀(RIE)技术制备褶皱微纳结构PDMS模版,并调控刻蚀时间获得参数均衡的PDMS褶皱模板,然后,通过纳米压印技术(NIL)获得图案化褶皱结构的PEDOT:PSS基底,并构筑成QLED器件。实验结果表明,相比于标准器件,在不改变电致发光光谱峰位的前提下,图案化的QLED器件光电性能得到了提升,最大亮度由128300 cd/m~2提升至153500 cd/m~2,提升幅度高达16.41%,最大外量子效率更是由15.38%提升至21.98%,获得了30%的提升。由FDTD模拟以及出光机理可知,褶皱结构实现了异质层间光线的耦合输出,提升了器件的光提取效率。
其他文献
自石墨烯被发现之后,二维材料因其优异的性质带来了很多新的研究热点,其中就包括基于悬浮二维材料的纳米机械系统。悬浮二维薄膜质量极小,因而能在极微小的力的驱动下振动。
近年来,随着煤矿开采深度逐渐向深部延伸,地质条件也变的越来越复杂,高瓦斯矿井变得越来越多,煤与瓦斯突出灾害时有发生,如何采取相关措施来消除煤与瓦斯突出成为目前研究的重要课题。对于煤层群开采,保护层开采是目前消除煤与瓦斯突出最经济、最有效的区域性防突措施,然而保护层开采最重要的就是保护层开采卸压范围的确定。本文采用理论分析、数值模拟、现场试验相结合的综合研究方法,对羊东矿开采4#煤层作为保护层对2#
水垢问题是生活与工业用水不可避免的一大问题,水垢的持续沉积会堵塞管道、腐蚀金属和降低热交换效率等,严重时还会导致爆炸等重大安全事故的发生,造成人员伤亡和巨大的经济损失。近年来,交变电磁场和超声波物理水处理方法由于其防除垢效果好、无设备破坏性和无污染等使用特性而被广泛应用于缓解水垢问题,到目前为止,学术界对于交变电磁场和超声波的阻垢效果和机理还存在诸多疑问,致使二者在实际的防除垢应用中其阻垢效果还不
本研究主要是以九个语法词素作为媒介,以此调查在校初中学生英语语法词素习得次序。在研究得出的英语语法词素习得次序的基础上,本研究将采取实验的方法对按照语法词素习得次
近年来,随着对介孔二氧化硅纳米粒子作为药物缓释载体的研究,将具有pH敏感性,温度敏感性和光敏性等的聚合物包裹在介孔SiO_2表面形成具有核壳结构特征的智能型介孔杂化材料表现出良好的临床应用前景。尽管智能型介孔杂化材料具有广阔的应用前景,但是其载药能力和控释机制仍有待进一步研究,特别是药物分子与聚合物以及介孔表面之间的相互作用力对药物装载能力和控释行为具有较大的影响。在此研究背景下,制备了一系列具有
在视频智能监控、辅助驾驶等领域,行人检测技术一直是研究的热点。在视频智能监控中,需要对行人进行轨迹跟踪、行为模式分析等,其前提就是要基于视频信息准确地检测出行人。在辅助驾驶、自动驾驶领域,行人是首先需要关注的识别目标,基于车载视频的行人检测技术越来越受到人们的重视,但基于车载视频的行人检测技术也存在着巨大的挑战,比如背景实时变化、行人形态各异、光线强弱多样等。行人检测算法的核心是行人特征的提取,行
瓦斯灾害是制约煤矿安全生产和长远发展的主要因素。阳泉五矿逐渐向深部开采和开采强度的增大,瓦斯涌出量逐渐增加,通过现场调研及评价得出,15#煤层的抽采参数不合理导致抽采率低没有达到消突目的,因此确定合理的抽采参数成为亟待解决的问题。针对阳泉五矿15#煤层抽采参数不合理问题,通过理论研究、数值模拟、现场实验等手段,系统的研究了抽采参数对抽采效果的影响规律及合理的抽采参数。分析了 15#煤层瓦斯含量和瓦
近几年来,被动(辐射计)毫米波遥感被认为是一种适合于许多安全相关应用的工具。这些是用于衣物下隐藏物体检测的人员筛选,或者是用于车辆或飞机的增强视野,仅举例子。辐射计
高效节能需求的提升及电力电子技术的发展都对功率半导体二极管的性能提出更高的要求。碳化硅(SiC)MPS二极管结合了 PiN二极管与肖特基(SBD)二极管的优点,能够承受高反偏电压
聚能射流侵彻金属靶板的过程中,在成孔的同时还会产生等离子体。国内外学者们已经对射流的成孔效应进行了大量的研究,而对侵彻时产生的等离子体则很少关注。实际上,聚能射流侵彻产生的等离子体既是重要的电磁毁伤因素,也可为毁伤效应评估提供新的方法和途径。因此,开展聚能射流侵彻金属靶板产生等离子体的实验研究,对武器系统的毁伤评估以及航天器空间碎片环境下的防护都具有重要意义。论文的主要内容与研究成果如下:1)利用