源自納米半導體的高效率矽基電致發光

《源自納米半導體的高效率矽基電致發光》是依託北京大學，由秦國剛擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：源自納米半導體的高效率矽基電致發光
• 依託單位：北京大學
• 項目負責人：秦國剛
• 項目類別：面上項目

項目摘要

國際上，源自納米矽的電致發光外量子效率長期處於低迷狀態。2011年美國明尼蘇達大學的Holmes研究組實現了源自納米矽的效率高達8.6 %的電致發光。本基金申請擬借鑑該項研究成果，結合我們研究組近二十年來研究矽基電致發光的經驗，加以系統研究，發展出源自納米矽的矽基高效率電致發光，即將他們的ITO基改為矽基。為了保證源自納米矽的矽基電致發光具有高效率，選擇參數最佳化的矽片或微晶矽薄膜為陽極，並對陰極和發光結構中其它各層作相應的調整。還擬將發光源自納米矽顆粒的高效率電致發光推廣到發光分別源自納米矽，納米鍺和納米PbS顆粒等三種情況的高效率電致發光。通過改變納米鍺和納米PbS顆粒的尺寸，使電致發光波長達到1.3和1.55微米波段。

結題摘要

本項目研製出: （1）具有倒置結構的高效率Si量子點發光二極體。矽量子點的平均直徑為2.6 nm。以具有高電子遷移率的ZnO 納米粒子作為電子傳輸材料，以具有高空穴遷移率的TAPC為空穴傳輸材料，以PEI 修飾的ITO作低功函式陰極，以MoO3/Al作高功函式陽極。該二極體的發光效率高達2.7%，是迄今為止，國際上發表的倒置結構量子點發光二極體中報導過的最高發光效率。相關論文發表在Journal of Materials Chemistry C 2016, 4, 273。由於所有三位審稿人對論文均有好評，該論文被選為該刊物的封面論文。 (2) 研製出創新的全透明CdSSe/ZnS量子點發光二極體。其主要創新點是二極體具有一個透明的與其它部分以層壓方法相結合的石墨烯陰極。發光二極體具有如下結構：玻璃/ITO/ZnO 納米粒子/CdSSe/ZnS 量子點/TAPC/MoO3//石墨烯/PDMS/PET。其中TAPC和PDMS是有機材料，PET是透明塑膠，PDMS具有將//以上和//以下兩部分層壓在一起的作用。該二極體在6.7V偏壓下的電流效率為0.32 cd/A。其電致發光峰位於622 nm, 在該波長下二極體的透光度高達79.4%。此外，本項目還進行了銅/石墨烯複合陽極有機電致發光，最佳化納米厚度多晶p-Si陽極有機發光二極體的發光效率和一種提高石墨烯陰極有機發光二極體發光效率的納米技術等研究工作。