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上海信裕生物科技有限公司

王中林小組制備出高性能傳感器

時(shí)間:2013-2-17閱讀:209
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 基于ZnO納米線的有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合結(jié)構(gòu)紫外LED近年來(lái)引起人們的廣泛關(guān)注,因?yàn)樗粌H可以結(jié)合聚合物的高柔性和無(wú)機(jī)納米結(jié)構(gòu)的高化學(xué)及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,而且相對(duì)于薄膜組成的器件來(lái)說(shuō)還可以提供更高的光取出效率?;赯nO納米結(jié)構(gòu)的有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合LED目前已經(jīng)在多種聚合物材料體系內(nèi)得以實(shí)現(xiàn),比如聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸) (PEDOT:PSS),N,N'-二苯基聯(lián)苯二胺 (α-NPD),聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-苯撐乙烯撐] (MEH-PPV)等等。然而,基于ZnO微納結(jié)構(gòu)的紫外LED到目前為止,由于缺乏好的方法實(shí)現(xiàn)電子和空穴電流的平衡和減少界面處的非輻射復(fù)合,其外量子效率很低。在已有的大部分文獻(xiàn)中,甚至沒(méi)有關(guān)于ZnO納米線/聚合物復(fù)合結(jié)構(gòu)紫外LED的轉(zhuǎn)換效率的相關(guān)數(shù)據(jù)報(bào)道。

 
LED的外量子效率,即出射光子和注入電子的比值。注入LED的電子和空穴電流的平衡與否對(duì)LED的電子空穴復(fù)合效率進(jìn)而外量子效率有很重要的影響。如果一種載流子的電流顯著大于另外一種,則占據(jù)多數(shù)的載流子中很大一部分將不參與復(fù)合,從而只對(duì)電流有貢獻(xiàn)而對(duì)光輸出沒(méi)有貢獻(xiàn)。在制備LED中實(shí)現(xiàn)電流平衡是非常重要的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),目前常用的方法有使用合適的電極材料、使用絕緣體做載流子阻擋層和對(duì)聚合物進(jìn)行后續(xù)處理等。佐治亞理工學(xué)院和中科院納米能源與系統(tǒng)研究所的王中林教授課題組在2011年在上報(bào)道了一種利用壓電光電子學(xué)效應(yīng)來(lái)提高基于ZnO納米線的無(wú)機(jī)LED效率的新方法。
 
今年,通過(guò)楊青博士,博士生劉瑩和潘曹峰博士等王中林課題組的研究人員共同努力,他們實(shí)現(xiàn)了利用壓電光電子學(xué)效應(yīng)提高有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合結(jié)構(gòu)紫外LED效率。他們首先通過(guò)微操縱制備ZnO納米線/p-型聚合物核殼結(jié)構(gòu),并選擇合適的電極形成肖特基結(jié)初步提高LED效率。然后通過(guò)壓電光電子學(xué)效應(yīng)進(jìn)一步提高優(yōu)化過(guò)的LED量子效率。
  
研究發(fā)現(xiàn),在合適應(yīng)力下,外量子效率可提高兩倍以上,達(dá)到5.92%。IV曲線在正負(fù)偏壓下的非對(duì)稱變化表明器件性能的提高主要由具有極性的壓電效應(yīng)引起,而不是由非極性的壓阻和接觸效應(yīng)引起。他們的工作發(fā)表在《納米快報(bào)》 (Nano Letters,/10.1021/nl304163n) 在線。該工作不僅證明壓電光電子學(xué)效應(yīng)可以從剛性無(wú)機(jī)材料拓展到柔性有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合材料,提供了一種提高有機(jī)LED效率的新概念,而且核殼結(jié)構(gòu)的采用提供了一種低廉而簡(jiǎn)單的紫外LED制備方法。研究結(jié)果在柔性光電子器件、高密度信息存儲(chǔ)、軍事領(lǐng)域和綠色能源器件有廣泛的應(yīng)用前景。 

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