本文關(guān)鍵詞：有機(jī)半導(dǎo)體材料的激光性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：有機(jī)半導(dǎo)體材料一般都具有共軛結(jié)構(gòu),可以根據(jù)功能需要進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),因此具有種類豐富,結(jié)構(gòu)多樣的特點(diǎn)。其發(fā)射光譜可覆蓋整個(gè)可見光譜區(qū),激子的熱穩(wěn)定性能非常好,是激光增益材料的一個(gè)重要分支。以有機(jī)半導(dǎo)體材料作為增益介質(zhì)的光泵浦和電泵浦激光器,是有機(jī)光電子領(lǐng)域之中的研究熱點(diǎn)之一。有機(jī)材料可以通過多種低成本的方法成膜,易形成無定形薄膜,對襯底要求較低,在剛性或者柔性襯底上都可以沉積。但是,有機(jī)材料的分子間作用力較弱,材料的穩(wěn)定性較差,其性能很容易受到周圍環(huán)境的溫度以及空氣中氧氣和水汽的影響而劣化。因此,有機(jī)光電子器件在實(shí)用化之前都必須解決封裝問題,以防止材料的老化。有機(jī)半導(dǎo)體激光已有多年的研究歷史,但是大部分材料的激光閾值偏高,不利于電泵浦激光的實(shí)現(xiàn),而且激光性能的穩(wěn)定性方面的研究報(bào)道偏少。因此,研究開發(fā)新型的有機(jī)激光材料,實(shí)現(xiàn)低閾值且性能穩(wěn)定的光泵浦激光是有機(jī)激光技術(shù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)工作。本文以此為目標(biāo),開展了如下的研究工作。一.氟硼二吡咯類材料的放大自發(fā)發(fā)射(ASE)性能研究以氟硼二吡咯(BODIPY)為母體的各種衍生物類熒光染料,具有較高的熒光量子產(chǎn)率和光穩(wěn)定性。在其基本的分子結(jié)構(gòu)中引入不同的分子基團(tuán),可使其發(fā)光性質(zhì)得到功能化的調(diào)節(jié)。我們對苯基,萘基和蒽基取代的三種BODIPY衍生物材料PhBOD, NaBOD和EnBOD的受激發(fā)射性能進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)它們在甲苯中都具有良好的ASE性能,ASE效率均超過了22%。其中,濃度為0.008 Mol·L-1的PhBOD甲苯溶液樣品的ASE閾值約99 kW·cm-2,該樣品的光穩(wěn)定性非常高,在同一位置經(jīng)紫外脈沖激光的20萬次泵浦,ASE的強(qiáng)度衰減為初始強(qiáng)度的80%以上。將三種材料摻雜進(jìn)PS中制備成薄膜,在大氣環(huán)境中放置三個(gè)月后,PhBOD, NaBOD 和 EnBOD樣品的ASE閾值分別是初始時(shí)的2.99倍,2.85倍和3.76倍。在高溫100℃的條件下進(jìn)行測試,PhBOD, NaBOD和EnBOD樣品的ASE閾值是在室溫狀態(tài)時(shí)的1.88倍,4.94倍和5.41倍。二F-NI, TR-NI和PY-NI三種材料的ASE性能研究這三種材料是帶有萘單酰亞胺基團(tuán)的芴、三聚茚和芘的衍生物材料。研究結(jié)果表明,它們不但具有良好的ASE性能,而且熱穩(wěn)定性能和環(huán)境中的放置穩(wěn)定性非常好。其中,PS：F-NI薄膜在高溫200℃的環(huán)境條件下進(jìn)行測試,仍然能保持較低的ASE閾值,其閾值是室溫下的1.17倍,而且光譜峰位沒有偏移。樣品在大氣氣氛中放置一年,ASE閡值幾乎沒有變化。三.新型的電子注入層材料YF3電子傳輸材料和電子注入材料在OLED中比較缺乏。我們利用氟化釔(YF3)代替LiF作為電子注入層材料,制備了結(jié)構(gòu)為Glass/ITO/NPB/Alq3/YF3/Al有機(jī)電致發(fā)光器件(OLED)。結(jié)果表明：適當(dāng)厚度的YF3電子注入緩沖層可以增強(qiáng)陰極的電子注入能力,使得電子和空穴的濃度更加平衡,有效地提高器件的電致發(fā)光性能。其中,1.2 nm厚YF3的器件具有最小的起亮電壓2.6 V,最高的電流效率8.52 cd.A-1,最大的亮度36530 cd·m-2。最大亮度和電流效率與LiF參考樣品相比,分別提高了39%和53%。四.650 nm的光泵浦有機(jī)微腔激光我們設(shè)計(jì)研制了以分布式布拉格反射鏡(DBR)為腔鏡,以主客體摻雜的紅光發(fā)光材料Alq3:DCJTI為增益介質(zhì)的有機(jī)微腔結(jié)構(gòu)。在紫外脈沖激光的泵浦下獲得了波長650 nm的激光,其閾值強(qiáng)度約為110 W-cm-2,閾值前后FWHM從4.7 nm窄化到3.2nm。
【關(guān)鍵詞】：BODIPY 放大自發(fā)輻射 穩(wěn)定性 有機(jī)發(fā)光二極管 光學(xué)微腔
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN304
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 第一章 緒論13-43
• 1.1 引言13-14
• 1.2 激光器的基本組成14-15
• 1.3 受激吸收,自發(fā)輻射,和受激輻射15-20
• 1.3.1 受激吸收16-17
• 1.3.2 自發(fā)輻射17-18
• 1.3.3 受激輻射18-19
• 1.3.4 受激輻射與自發(fā)輻射的區(qū)別19-20
• 1.4 粒子數(shù)反轉(zhuǎn)20-24
• 1.4.1 三能級系統(tǒng)22-23
• 1.4.2 四能級系統(tǒng)23-24
• 1.5 有機(jī)激光增益介質(zhì)24-30
• 1.5.1 有機(jī)染料激光25-27
• 1.5.2 有機(jī)半導(dǎo)體激光增益介質(zhì)27-30
• 1.6 有機(jī)激光器結(jié)構(gòu)30-35
• 1.6.1 有機(jī)光學(xué)微腔結(jié)構(gòu)31-34
• 1.6.2 分布反饋式結(jié)構(gòu)34-35
• 1.7 研究背景35-36
• 1.8 有機(jī)材料受激發(fā)射的研究方法36-40
• 1.8.1 瞬態(tài)泵浦探測光譜研究36-38
• 1.8.2 放大自發(fā)輻射研究38-40
• 1.9 本論文的主要工作40-43
• 第二章 稠環(huán)芳烴取代氟硼二吡咯材料的受激發(fā)射性能43-67
• 2.1 研究背景及現(xiàn)狀43-47
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分47-49
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料47
• 2.2.2 樣品制備47-48
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)光路圖及實(shí)驗(yàn)裝置48-49
• 2.3 稠環(huán)芳烴甲苯溶液放大自發(fā)輻射性能49-58
• 2.3.1 PhBOD甲苯溶液放大自發(fā)輻射性能研究49-53
• 2.3.2 NaBOD甲苯溶液放大自發(fā)輻射性能研究53-56
• 2.3.3 EnBOD甲苯溶液放大自發(fā)輻射性能研究56-58
• 2.4 稠環(huán)芳烴取代BODIPY薄膜放大自發(fā)輻射性質(zhì)58-65
• 2.5 小結(jié)65-67
• 第三章 以萘單酰亞胺為支鏈的星形分子的放大自發(fā)輻射性能穩(wěn)定性研究67-83
• 3.1 引言67
• 3.2 實(shí)驗(yàn)過程67-68
• 3.3 F-NI放大自發(fā)輻射性質(zhì)研究68-73
• 3.4 TR-NI放大自發(fā)輻射性質(zhì)研究73-77
• 3.5 PY-NI放大自發(fā)輻射性質(zhì)研究77-80
• 3.6 小結(jié)80-83
• 第四章 有機(jī)光電子器件的研制83-101
• 4.1 引言83
• 4.2 氟化釔電子注入層對OLED器件性能的影響83-88
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)背景83-84
• 4.2.2 OLED制備過程84
• 4.2.3 結(jié)果與討論84-88
• 4.3 基于Alq:DCJTI薄膜的光泵浦微腔激光88-99
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)背景88-89
• 4.3.2 光學(xué)微腔概述89-91
• 4.3.3 微腔器件制備過程91-94
• 4.3.4 結(jié)果與討論94-99
• 4.4 小結(jié)99-101
• 第五章 總結(jié)與展望101-103
• 5.1 總結(jié)101-102
• 5.2 展望102-103
• 參考文獻(xiàn)103-115
• 在學(xué)期間學(xué)術(shù)成果情況115-117
• 指導(dǎo)教師及作者簡介117-119
• 致謝119

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張琪;曾文進(jìn);夏瑞東;;有機(jī)激光材料及器件的研究現(xiàn)狀與展望[J];物理學(xué)報(bào);2015年09期

  本文關(guān)鍵詞：有機(jī)半導(dǎo)體材料的激光性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：347878