基于蒙特卡罗算法的高温作业防护服优化设计

高温作业防护服应具备较好的热防护性和使用性.在降低研发成本的条件下,对高温作业防护服的厚度值进行了优化求解.首先将三维的热传导过程简化为一维问题,立足于傅里叶热传导定律、稳态热传导方程、传热学原理等,建立了一维稳态热传导模型,得到了厚度、时间与温度差之间的关系.利用有限差分法求解出温度分布情况,误差分析结果验证了模型的可靠性.在满足约束条件的情况下,对防护服第2层与第4层厚度的最优设计采用蒙特卡罗算法,可避免陷入局部最优解,降低了研发成本,缩短了研发周期.同时,还可为相关高温作业防护服设计及其衍生产业发展提供参考.     

有机发光器件(OLED)界面研究进展

有机发光器件(OLED)以其轻薄、柔性、可折叠、低功耗、面光源和响应快等诸多优越性能已成为下一代全彩柔性或硬底显示、固态白光照明的材料,在商业领域具有广阔的应用前景。然而,相对于液晶显示屏与LED照明,OLED的效率较低和稳定性较差,已经成为制约OLED发展的两大技术瓶颈。大量的研究工作表明,OLED的效率的稳定性与器件中的界面结构与界面特性紧密相关,为此开展OLED界面研究,探寻改善器件性能的新途径成为研究热点。首先介绍了OLED界面研究对器件性能调控的重要作用,随后结合本课题组最新的界面研究成果,分别从阳极/有机层界面、有机层/有机层界面、阴极/有机层界面和有机层内部界面等4方面介绍了OLED界面研究的最新进展,最后提出OLED界面研究的发展趋势。     

OLED用三氧化钨缓冲层的研究

采用反应直流磁控溅射法在衬底温度为300℃玻璃基板上制备了掺钨氧化铟(IWO)作为OLED器件的阳极,然后室温条件下在IWO上制备了三氧化钨缓冲层.XRD分析表明三氧化钨为非晶结构.对比测试了有无WO3缓冲层的两种OLED器件,发现带有WO3缓冲层的OLED器件的亮度和功率均是无三氧化钨缓冲层的器件的两倍,而且发光效率最高可以达到对比器件的4倍.从器件能带排列的角度初步讨论分析了提高器件性能的原因.     

一种MEMS热电制冷器的设计

研究一种基于MEMS工艺的微型热电制冷器.采用薄膜热电材料减小器件的尺寸,采用微机械加工工艺形成的硅杯结构降低衬底的热泄漏.器件在材料和工艺上都与微电子工艺兼容,易于与电子器件集成.分别讨论了热电臂长度、厚度及绝缘膜厚度等结构参数对器件最大制冷温差、制冷系数、制冷功率等性能的影响,得出最优的设计参数.分析中考虑了绝缘层热泄漏,制冷区的热对流和热辐射,以及接触电阻等非理想因素.分析结果表明,器件工作时达到的最大温差为40 K;冷端温度为290 K时,制冷功率为3 mW.     

有机电致发光器件(OLED)

系统介绍了有机电致发光器件的器件结构与发光机理,从有机半导体的能带和OLED器件的结构,分析了载流子在有机物中传输,OLED发光过程,以及各有机薄膜层的作用,指出了如何提高器件的发光效率和提高器件性能的途径。最后概述了OLED器件的现状及发展前景。     

氯化钠作为阴极缓冲层的有机电致发光器件

有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diodes,OLED)具有驱动电压低、亮度和电流效率高、响应时间快、易实现大面积柔性等突出优点,在显示和照明等领域有广阔的应用前景.但是,由于这种二极管价格高昂,严重影响了其市场化的步伐.本研究使用价格便宜的氯化钠(NaCl)薄膜作为OLED器件的阴极缓冲层,以ITO玻璃为衬底,制作了结构为ITO/NPB(60?nm)/Alq3(50?nm)/NaCl(xnm)/Al(100?nm)的器件,其中x=0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5?nm.通过分析器件亮度-电压-电流特性,详细研究了NaCl薄膜厚度变化对OLED性能的影响.在器件阴极和Alq3之间加入一层NaCl薄膜后,J-V特性曲线明显向左移动,器件的开启电压明显下降.并且,随着NaCl薄膜的厚度逐渐增加,在0–2.0?nm范围,器件的开启电压随着厚度的增加而明显降低.当NaCl薄膜的厚度为2.0?nm时,器件的开启电压最低.NaCl薄膜的厚度超过2.5?nm时,随着NaCl薄膜厚度的增加,器件的开启电压也缓慢增加.但是,即使NaCl薄膜的厚度增加到3.5?nm,器件的开启电压还是远低于没有插入NaCl薄膜器件的开启电压.当插入NaCl薄膜的厚度小于2.5?nm时,器件的电流效率远大于没有NaCl薄膜的器件.同时,结合载流子隧穿方程,深入分析了相关的物理机制.本研究为降低OLED生产成本开辟了一条新的途径.     

LD端面泵浦激光晶体热效应分析

针对二极管激光器端面泵浦Nd:YVO晶体工作特点,提出矩形各向异性激光晶体热模型.在晶体周边冷却,两通光面绝热情况下,通过求解泊松热传导方程,得出了矩形截面Nd:YVO4激光晶体的温度分布,进而求解Nd:YVO4激光晶体端面热膨胀量.研究结果表明,在泵浦功率为18W时,激光晶体泵浦面最高升温344.4K,最大热形变量2.85μm.对激光晶体温度场分布和端面热形变的研究,为解决晶体热效应提供了理论基础.     

有机LED器件结构对其内部电场和电荷分布的影响

利用高电场作用下载流子的Fowler-Nordheim(F-N)隧穿理论,建立了双层结构有机发光二极管(LED)器件载流子的动力学方程,通过计算机模拟,研究了稳态条件下势垒参数、外加电压、阳极区和阴极区的厚度等因素对器件内部电场和电荷分布的影响.结果表明:有机LED内部阴极区与阳极区的电场分布、内界面两侧积累的载流子面密度跟势垒高低、膜层厚薄以及外加电压大小密切相关,各功能层之间的能级匹配和厚度匹配对于器件结构优化和性能改善具有重要作用.     

提高有机发光二极管性能的互掺过渡层

研究互掺过渡层对有机电致发光器件性能的影响。在有机发光二极管（OLED）的电子传输层（ETL）与空穴传输层（HTL）、空穴传输层与空穴注入缓冲层之间,加入由这两层材料组成的浓度渐变互掺过渡层,它消除有机层间的界面,减少有机层间的缺陷,且与没有过渡层的器件相比,器件性能明显提高。     

NPB/Alq_3有机发光二极管的光学模拟

采用偶极子源项和转移矩阵来描述结构内外的光电场分布,并通过Matlab编程,建立了符合有机发光二极管(OLED)实际器件的光学模型。利用该光学模型进行模拟计算具有NPB/Alq3结构的OLED,得到了电致发光(EL)光谱与器件中光出射角之间的关系并结合人眼视觉函数,得到器件亮度与角度的关系,当出射角度逐渐增大时,亮度逐渐减小。另外,制备了不同8-羟基喹啉铝(Alq3)电子传输层厚度的器件,并测量其电致发光光谱,发现模拟计算的理论光谱与测量结果相吻合。并且还发现随着Alq3有机层厚度增加,OLED电致发光光谱的峰位会发生一定的红移。