基于金属纳米颗粒的光学调控在有机光电器件中的应用

基于金属纳米颗粒的光学调控在有机光电器件中的应用

作者:师大云端图书馆 时间:2018-02-23 分类:参考文献 喜欢:1176
师大云端图书馆

【摘要】有机电致发光器件(OLED)具有体积小、重量轻、能耗低、寿命长、分辨率高、色彩全、响应快等优点,已经成为21世纪光电信息技术领域中备受瞩目的前沿课题之一,发展潜力巨大,已经得到了广泛而又深入的研究。为此,我们瞄准国际发展前沿,充分利用已有的工作积累,围绕表面等离子激元的强局域特性、金属颗粒的光散射特性和磁性粒子的自旋特性使得器件的电光转换效率和出光效率大幅提升!具体分为以下三个部分:起笔有新,在现阶段,大部分表面等离子激元(SPP)增强发光研究中都是针对光致发光的增强。但在电致发光条件下研究金属纳米结构层的SPP光局域增强效应以及磁性自旋耦合时荧光增强机理将对器件研究有更大的意义。我们结合金属功函数以及贵金属特性,又因为金属合金材料比单纯金属更具灵活性,所以化学合成了新型铂钴合金纳米材料。运笔有力,我们将合成的铂钴合金材料引入OLED器件,退火前后的电流效率分别为19.2cd/A和29.3cd/A,这可能是由表面等离子激元与光散射共同作用的结果。在器件中,我们采用时间分辨等光谱方法,测试分析合金纳米颗粒结构对发光过程的影响,研究寿命、角度等其他性能,并统筹协调驱动、淬灭等各方面的影响,得出最优方案。收笔有锋,因为实际制备的薄膜光学、电学特性会因制备工艺而有所变化,我们对此做了大量的表征以及结构优化工作。我们发现随着合金纳米颗粒的后退火,实现了颗粒的再生长过程,也使得器件内部光散射进一步增强,OLED外量子效率再一次提高。同时,结合阻抗测量和紫外光电子能谱(UPS)能谱,分析界面耦合机制与光增强二次提高的原因。本文的创新之处在于:1、探索高质量的纳米材料制备工艺,引入新颖的铂钴合金纳米材料,颗粒均一稳定,在透射电镜中,晶格条纹清晰可见;2、通过结构优化,实现SPP由发光损耗机制到发光增强机制的转变,变“夕阳”为“朝阳”,制备高亮度、高效率的绿色荧光OLED器件;3、利用电子的自旋耦合注入,研究光电器件中的磁学效应,甚至可以超过电学内量子效率25%的极限;4、本着“实验融入理论,人文彰显魅力”为科研理念,采用电磁理论数值分析方法,如有限时域差分(FDTD),进行分析与拟合,建立完善的物理模型,深入研究SPP耦合转换过程的数值模拟,与实验结果相辅相成,相得益彰,让玫瑰花和紫罗兰绽放各自的美。综上所述,本文紧密围绕有机光电器件的外量子效率,分别从表面等离子激元共振、光散射和自旋耦合三个方面进行光学调控,多管齐下,多措并举,全面协调有机光电器件中的电光磁三方因素,统筹兼顾,打破出光率20%的壁垒,实现能量输出的最大化,并通过机理分析印证了实验结果,揭示出有机发光器件中出光效率的丰富物理研究内涵。
【作者】顾妍;
【导师】唐建新;李艳青;
【作者基本信息】苏州大学,凝聚态物理,2014,硕士
【关键词】有机发光二极管;表面等离子激元;有限时域差分;

【参考文献】
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