输运层厚度与迁移率对双层有机发光器件性能的影响

基于一些合理假设与近似,建立了具有欧姆接触载流子注入的双层有机电致发光器件的解析模型．模型中计算参数只有空穴和电子输运层的厚度、迁移率、外加电压及材料参数Fh和Fe,且这些参数都是可以通过测量得到的．研究了材料参数Fh,Fe对器件复合电流密度的影响及空穴输运层厚度和载流子迁移率对器件电场强度和复合电流密度的影响．结果表明：空穴输运层厚度和载流子迁移率引起电场强度的重新分布,进而对复合电流密度产生影响;接触限制电极注入少数载流子的器件可以取得比欧姆接触注入多数载流子的器件更高的复合电流．     

阶梯状InGaN量子阱发光二极管的光学特性

利用有效质量理论,研究了传统量子阱结构(样品A)、In_(0.15)Ga_(0.85)N/In_(0.25)Ga_(0.75)N阶梯状量子阱结构(样品B)和In_(0.25)Ga_(0.75)N/In_(0.15)Ga_(0.85)N阶梯状量子阱结构(样品C)发光二极管的光学性质。数值结果表明,在较大的注入电流密度下,样品B具有最大的内量子效率,并且能有效地抑制效率下降效应。其可归因于二方面:一方面,相比样品A和C,样品B在较高跃迁能级具有更大的光学动量矩阵元和电子-空穴费米分布函数之积,从而导致了更大的总辐射复合率;另一方面,由于样品B在导带中具有更大的内部电场,致使电子在阱层中分布在更窄的区域内,降低了电子-空穴交叠,俄歇复合率也被降低了。值得注意的是,样品C在价带中具有较大的内部电场,导致了空穴在阱层中分布在较窄的区域内。尽管如此,由于电子空穴的有效质量不一样,内部电场对电子空穴分布的影响也不同,反而导致了样品C具有更大的电子-空穴交叠,更高的俄歇复合率。此外,通过降低阶梯状量子阱中第一层InGaN层的厚度,样品B的发光效率能进一步提高。     

n/n~ GaAs LPE层中L_P-N_D关系的测量和分析

本文采用等光强表面光伏法对掺锡的n/n~ GaAS液相外延层空穴扩散长度Lp和施主浓度N_D。关系作了测量,求得可供器件设计参考的经验公式.把Lp换算为空穴寿命τ_p后,用公式τ_p~(-1)=τ_(HSP)~(-1) Brn Cn n~2拟合了τ_p和电子浓度n的关系曲线,算出由带隙内复合中心所决定的少子寿命τHSR、带间辐射复合系数Br和带间俄歇复合系数Cn。     

掺杂超晶格电子结构的模型研究

本文利用两种极限下的模型近似,详细描述了沿(100)、(110)和(111)方向调制生长的Si—nipi掺杂超晶格中低亚带结构和费米能级的情况。给出了(?)(-(?))》(?)和(?)(-(?))《(?)的假设(?).这类材料的电子和空穴亚带能量随掺杂浓度、掺杂层厚度及自由载流子浓度变化的普遍规律.并将两种模型下的结果进行了深入比较。     

Si/SiN_x多层膜能带结构的理论研究

利用Kronig-Penney模型计算了Si/SiNx多层膜结构中Si亚层的能带结构.结果表明,无论是减少Si或Si/SiNx亚层的厚度都将导致Si层的带隙发生宽化,计算结果与实验值符合较好.进而还发现,当Si层厚度减小时,Si/SiNx多层膜结构中载流子(电子和空穴)的有效质量均减小,有利于对载流子复合发光的控制.计算结果对实验上研究发光可控的Si/SiNx多层膜结构有重要指导意义.     

利用有源层掺杂提高有机发光

通过对电子传输层和空穴传输层的共同掺杂，达到提高有机发光二极管（DLED）电流效率的目的。与常规的在电子传输层中掺杂有机染料的掺杂器件相比，本实验是在Alq(电子传输层材料）与NPB（空穴传输层材料）形成的均匀互掺有源层中，再掺杂染料Rubrene。此种结构，其有源层能有效地限载流子而增加电子和空穴载流子相遇的几率，进而提高复合效率，使电流效率明显提高。同时，有源层的连续生长避免了有机层间界面的形成，改善了器件的稳定性。比较此结构器件与常规掺杂器件的特性，并对其发射机理进行讨论。     

载流子的有效质量研究酞菁钴的传输特性(英文)

酞菁钴由于在无机/有机二极管中表现出的诸多显著的特点而受到关注.为了更好的理解其内部的载流子传输的微观机制,利用密度泛函理论,采用广义梯度近似,关联函数选择Becke exchange plus Lee-Yang-Parr(BLYP)计算了其能带结构.并由其能带结构计算了电子和空穴的有效质量,得到电子的迁移率是空穴的两倍多.从而说明与其他很多的有机材料相比,酞菁钴电子的传输是占主导的有机材料.     

SrTiO3/ TiO2复合纳米薄膜的缺陷态

采用电化学方法,研究 SrTiO3/ TiO2复合纳米结构电极和 TiO2电极的缺陷态性质。结果表明：SrTiO3/ TiO2复合电极和 TiO2电极捕获的电子总量分别为 0. 84 ×1017cm 2和 1. 21 ×1017cm 2;两电极相比,SrTiO3/ TiO2复合电极的缺陷态密度较小,可减少光生电子和空穴的复合,增大光生载流子的浓度,增强复合材料的光活性。     

a－Si∶H Schottky势垒太阳能电池结构中载流子俘获对电场的调制效应

本文应用计算机数值模拟方法研究了ａ－Ｓｉ：ＨＳｃｈｏｔｔｋｙ势主太阳能电池结构中载流子俘获对电场的调制效应．结果表明，无论先生空穴或电子俘获都将改变电池中的电场分布，导致准中性区（低场“死层”）出现或扩大，从而减小了电池的载流子收集长度，这是引起ａ－Ｓｉ：ＨＳｃｈｏｔｔｋｙ势垒太阳能电池光致性能衰退的一个重要原因．     

组分渐变过渡层对氮化镓基发光二极管性能的影响

针对半导体发光二极管(LED)中普遍存在的效率衰减效应严重影响大注入电流条件下LED发光性能的问题,在传统InGaN/GaN多量子阱LED基础上,设计了组分渐变过渡层结构,引入到量子垒和电子阻挡层界面。模拟计算结果表明:当引入过渡层后,量子垒和电子阻挡层界面处的电子势阱深度和空穴势垒高度减小,有益于有源区载流子浓度的提高,有效提升了量子阱内辐射复合速率,使发光效率衰减现象得到显著改善.研究结果对大功率发光二极管的结构设计和器件研发具有启发作用.     

预处理对PAA膜制备的影响

利用两步阳极氧化法制备多孔氧化铝膜,以膜的孔直径、孔密度和膜厚等作为膜质量指标,探讨预处理膜制备的影响;利用扫描电镜,X—射线衍射观察不同条件下氧化膜的微观结构。结果表明:经过高温退火和电化学抛光等预处理,能够得到质量较高的膜,孔直径为55~60 nm,孔间距为90~95 nm,膜厚度为8.5~9μm,孔密度高达1.28×1010个/cm2。     

磁场下InAs/InP应变矩形量子线能级结构

利用微扰理论在有效质量近似下研究了磁场下截面长度固定的矩形量子线中电子和空穴的基态、第一激发态能量,在计算过程中考虑了形成量子线的两种材料的晶格常数不同带来的形变势、电子和空穴在材料中的质量失配以及空穴有效质量的各向异性等因素.结果表明:当磁场增大时,不同尺寸量子线中电子基态能量的差值增大的速度明显减小,而空穴的相应情况不明显;不同尺寸量子线中粒子的第一激发态能量差值随着磁场的增大而增大,并且差值较小.     

GaAs高过超能量态电子自旋相干动力学研究

研究了9.6K低温下、本征GaAs高过超能量态电子自旋相干动力学的浓度依赖,发现当光子能量为1.57 eV,载流子浓度增大至2.65×1017 cm-3时电子自旋相干量子拍的相位翻转180°.理论计算表明量子拍的相位翻转为区分轻、重空穴系统提供了重要依据,当载流子浓度大于2.6×1017 cm-3时,量子拍的振幅主要起源于重空穴价带导带跃迁,当载流子浓度小于2.6×1017cm-1时,量子拍的振幅主要起源于轻空穴价带导带跃迁.因而,分别在轻空穴价带导带系统和重空穴价带导带系统实验测量电子自旋相干动力学成为可能,实验数据表明在轻空穴价带导带系统测得的电子自旋相干弛豫时间明显大于在重空穴价带导带系统测得的电子自旋相干弛豫时间.     

空穴浓度和基底对金属基外延石墨烯态密度的影响

以吸附在金属铜基底上的外延石墨烯为例, 研究了空穴浓度随温度的变化,探讨了空穴浓度和基底以及温度对金属基外延石墨烯态密度的影响。结果表明：(1)空穴浓度随温度升高而非线性增大,铜基底外延石墨烯的空穴浓度随温度的变化率小于石墨烯的相应值;(2)与石墨烯相比,基底的存在使铜基外延石墨烯的空穴浓度随温度的变化要迅速增大,态密度在电子能量为0时的值要增大,而态密度极大值相应的电子能量（称为最可几能量）变小;(3)铜基外延石墨烯的态密度随空穴浓度的增大和温度的升高而减小,其中,随空穴浓度的变化为线性,而随温度的变化为非线性。     

Superconductivity at 52 K in hole-doped C60

Superconductivity in electron-doped C60 was first observed almost ten years ago. The metallic state and superconductivity result from the transfer of electrons from alkaline or alkaline-earth ions to the C60 molecule, which is known to be a strong electron acceptor. For this reason, it is very difficult to remove electrons from C60--yet one might expect to see superconductivity at higher temperatures in hole-doped than in electron-doped C60, because of the higher density of electronic states in the valence band than in the conduction band. We have used the technique of gate-induced doping in a field-effect transistor configuration to introduce significant densities of holes into C60. We observe superconductivity over an extended range of hole density, with a smoothly varying transition temperature Tc that peaks at 52 K. By comparison with the well established dependence of Tc on the lattice parameter in electron-doped C60, we anticipate that Tc values significantly in excess of 100 K should be achievable in a suitably expanded, hole-doped C60 lattice.     

Ru掺杂MnO2电子结构的第一性原理浅析

通过密度泛函理论框架下的第一性原理的广义梯度近似方法(GGA),对金红石型MnO2以及掺杂Ru形成的复合氧化物Mn0.875Ru0.125O2的晶体结构、能带结构、电子结构和态密度等进行计算.结果表明:计算的金红石型MnO2以及RuO2的点阵参数与文献的数值相吻合;Ru掺杂后使金红石型MnO2的晶胞体积变大;Ru掺杂后使体系在费米面附近引入了杂质能级,材料由直接间隙半导体转变为半金属,导电类型发生了改变.     

地面一井孔电磁系统成像方法研究

在地面一井孔（ＳＴＢ）电磁成像系统中,将发射器放置在地面距裸眼井一定距离和方位处,将接收器置人裸眼井的目的层段。使用这种电磁系统,只需一口裸眼井,现场测量灵活方便。在成像过程中,应用基于逐次逼近解法的迭代反演算法对目的层段的二维电导率剖面进行成像。该方法用一阶Ｂｏｍ近似将积分方程线性化,在选代反演中应用高阶Ｂｏｍ近似。为了提高成像效果,采用多种发射频率并扩大接收器的垂向接收范围和接收密度,但是由于发射源固定在地面,成像效果低于跨井孔电磁成像效果。数值计算结果表明,ＳＴＢ电磁成像系统能较准确地确定出电导率异常体的垂向位置,但水平方向分辨能力差,精确地描述地层中电军率异常体的分布还需要其它测量信息。     

共轭帽分子分割法研究蛋白质的电荷密度

共轭帽分子分割（MFCC）法将蛋白质处理为一系列加了适当的共轭帽的单个的氨基酸片断，各片段的物理量可以用量化软件算出，整个蛋白质的物理量由各片段的物理量组合而得到．本文将加MFCC法应用于生物大分子的研究，得到了现在抗肿瘤研究中具有重要意义的p53蛋白的电荷密度和静电势．     

Electronic spin transport and spin precession in single graphene layers at room temperature

Electronic transport in single or a few layers of graphene is the subject of intense interest at present. The specific band structure of graphene, with its unique valley structure and Dirac neutrality point separating hole states from electron states, has led to the observation of new electronic transport phenomena such as anomalously quantized Hall effects, absence of weak localization and the existence of a minimum conductivity. In addition to dissipative transport, supercurrent transport has also been observed. Graphene might also be a promising material for spintronics and related applications, such as the realization of spin qubits, owing to the low intrinsic spin orbit interaction, as well as the low hyperfine interaction of the electron spins with the carbon nuclei. Here we report the observation of spin transport, as well as Larmor spin precession, over micrometre-scale distances in single graphene layers. The 'non-local' spin valve geometry was used in these experiments, employing four-terminal contact geometries with ferromagnetic cobalt electrodes making contact with the graphene sheet through a thin oxide layer. We observe clear bipolar (changing from positive to negative sign) spin signals that reflect the magnetization direction of all four electrodes, indicating that spin coherence extends underneath all of the contacts. No significant changes in the spin signals occur between 4.2 K, 77 K and room temperature. We extract a spin relaxation length between 1.5 and 2 mum at room temperature, only weakly dependent on charge density. The spin polarization of the ferromagnetic contacts is calculated from the measurements to be around ten per cent.     

Structure and bandgap closure in dense hydrogen

The possibility that steadily compressed hydrogen might undergo a transition from a proton-paired insulator to a monatomic metal was first suggested in 1935. But experimental realization of metallic hydrogen in solid form has remained elusive, despite studies at pressures as high as 342 GPa. The pairing structure is known to be robust (from the persistence of its associated vibron mode), leading to the suggestion of an alternative route to the metallic state, involving a band-overlap transition in which the pairing is preserved. Here we report density functional calculations within the local density approximation that predict a range of densities for hydrogen where a paired or molecular metallic state may be energetically preferred. The transition to this metallic state is naturally associated with the closing of an overall bandgap; but the pressures required to effect the transition are shown to change significantly when the gaps are corrected by approximate inclusion of many-electron effects. The implication is that a complete resolution of the structural and phase problem in dense hydrogen may require methods beyond the local density approximation.