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高速调制响应垂直腔面发射激光器中的微腔效应

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物理学报 2003年第1期52卷 77-80页

作者：赵红东康志龙王胜利陈国鹰张以谟河北工业大学信息工程学院天津300130 天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072

应用微腔物理和量子阱物理 ,计算了量子阱垂直腔面发射激光器的自发发射谱和自发发射寿命 ,通过对半导体激光器传输函数的研究 ,发现缩短自发发射寿命是垂直腔面发射激光器实现高速调制响应的主要原因 .

关键词：垂直腔面发射激光器自发发射寿命高速调制响应微腔效应量子阱计算

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基于微腔效应增强单层二硫化钨光吸收

人工晶体学报 2020年第9期49卷 1653-1659页

作者：罗国平陈星源胡素梅朱伟玲广东石油化工学院理学院茂名525000

提出基于金属薄膜-分布式布拉格反射器微腔效应增强单层二硫化钨光吸收的多层薄膜结构。运用光学传输矩阵理论研究了其输运特性,发现由于金属薄膜-分布式布拉格反射器的微腔效应,在间隔层和覆盖层之间形成电场强度极大值,有效促进入射... 详细信息

提出基于金属薄膜-分布式布拉格反射器微腔效应增强单层二硫化钨光吸收的多层薄膜结构。运用光学传输矩阵理论研究了其输运特性,发现由于金属薄膜-分布式布拉格反射器的微腔效应,在间隔层和覆盖层之间形成电场强度极大值,有效促进入射光与单层二硫化钨的相互作用。综合优化金属层、间隔层和覆盖层厚度,单层二硫化钨在612 nm处的光吸收提高了38倍,达到78.42%。进一步探讨了光入射角、分布式布拉格反射器周期、间隔层折射率与单层二硫化钨光吸收的关系。研究结果表明,上述结构参数的变化可有效调控单层二硫化钨的吸收峰值。研究结果为制备高性能单层二硫化钨光电探测器等新型光电子器件提供了新思路。

关键词：单层二硫化钨薄膜光吸收微腔效应光电探测器

微腔效应在有机电致发光二极管中的研究与应用

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微腔效应在有机电致发光二极管中的研究与应用

作者：吴远武南京邮电大学

学位级别：硕士

本论文采用了金属分别做为半反射电极和全反射电极的双金属电极结构制备了高性能的有机微腔电致发光器件,电极都是由金属Al构成,具体工作包含以下几个方面:(1)在底发光OLED中,首先优化半透明阳极Al的厚度,使其光学和电学性能获得最佳协... 详细信息

本论文采用了金属分别做为半反射电极和全反射电极的双金属电极结构制备了高性能的有机微腔电致发光器件,电极都是由金属Al构成,具体工作包含以下几个方面:(1)在底发光OLED中,首先优化半透明阳极Al的厚度,使其光学和电学性能获得最佳协调性,半反射电极厚度为16nm时器件的性能最优,电流效率最大值为4.03cd/A。由于在半透明的金属电极出光侧加上耦合层会改善发光性能,基于此我们研究了耦合层材料的厚度和折射指数与器件性能之间的关系。本论文选用Alq3和BCP作为出光耦合层研究其对微腔性能的影响。实验中获得:50nm厚度的BCP作为出光耦合层时可使电极在530nm处的透光率从45%提高到56%,相应发光器件的电流效率也达到5.49cd/A,比ITO标准器件的效率(5.0cd/A)提高了10%。并且当观察角度从0o增加到60o时,EL谱谱峰移动的距离也从28nm减小到了12nm,大幅度减弱了微腔器件角度依赖的特性。(2)在顶发光OLED中,由于作为顶电极的薄金属Al极易在空气中氧化,因此器件在蒸镀完成之后需要在氮气环境中进行封装,本节采用传统的盖玻片封装方式对器件进行封装处理。另外,选用折射指数较高的有机材料BCP作为光输出耦合层蒸镀在器件阴极的上方,有效地改善了阴极的透光率,使器件的效率提高了12%,达到6.51cd/A。由于微腔效应强度的减弱,器件的角度依赖问题也得到了显著地改善。(3)研究了MoO3和V2O5作为空穴注入层时对双Al电极结构的倒置发光器件的修饰作用,器件结构为glass/Al/LiF/Alq3/NPB/MoO3 or V2O5/Al。结果表明V2O5可以更有效地提高阳极Al的空穴注入能力,器件的开启电压均有所下降:底发光倒置OLED的开启电压从4.0V降到3.0V,顶发光倒置OLED的开启电压从3.8V降低到3.2V;效率方面,也分别从3.70cd/A提高到3.85cd/A,6.05cd/A提高到6.18cd/A。

关键词：有机电致发光器件微腔效应底发光顶发光出光耦合层

分布反射面发射垂直微腔半导体激光器的微腔效应

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物理学报 1997年第9期46卷 1731-1743页

作者：郭长志陈水莲北京大学物理系清华大学应用数学系

从理论上分析了作为垂直腔面发射半导体激光器反馈面的异质多层结构对光腔中激光传输振荡过程的影响．指出其相位匹配和等效反射面位置对改善激光器性能的重要作用．说明目前这种被认为很有希望的微腔结构，实际上难以观察到微腔效应的... 详细信息

从理论上分析了作为垂直腔面发射半导体激光器反馈面的异质多层结构对光腔中激光传输振荡过程的影响．指出其相位匹配和等效反射面位置对改善激光器性能的重要作用．说明目前这种被认为很有希望的微腔结构，实际上难以观察到微腔效应的物理根源，并指出其改进的途径．

关键词：分布反射面半导体激光器微腔效应垂直腔面

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顶发射型有机发光器件微腔效应的研究

顶发射型有机发光器件微腔效应的研究

作者：韦亮上海交通大学

学位级别：硕士

有机发光二极管(Organic Light-emitting Diodes,OLED)因为在特性上有明显的优势,如轻薄、功耗低、响应速度快、对比度高、柔性、广视角及理论上有廉价制造的可能性,是近年来发展十分迅速的一种显示技术。对于顶发射型OLED来说,由于顶... 详细信息

有机发光二极管(Organic Light-emitting Diodes,OLED)因为在特性上有明显的优势,如轻薄、功耗低、响应速度快、对比度高、柔性、广视角及理论上有廉价制造的可能性,是近年来发展十分迅速的一种显示技术。对于顶发射型OLED来说,由于顶、底电极通常都是高反射性的金属电极,当两电极之间的腔长与有机层中发光的波长在同一数量级时,器件的光学特性会发生显著变化,特定波长的光会得到选择和加强,也就是所谓的微腔效应。论文首先针对绿色的顶发光器件,根据光学微腔作用的原理利用Matlab进行了仿真模拟,发现器件的腔长和发光区域的位置对发光光谱和效率有很大影响。将仿真得到的数据应用于器件结构中,实验结果与仿真数据非常吻合,验证了微腔效应对器件的光学特性的影响。另外,不同厚度的折射率匹配层对器件效率有不同的影响。当匹配层在厚度为35纳米时,我们所研究的蓝光OLED器件效率达到最大值。

关键词：有机电致发光顶发射器件微腔效应折射率匹配层

基于微腔效应改善彩色有机微显示像素色纯度的研究

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基于微腔效应改善彩色有机微显示像素色纯度的研究

作者：孙影吉林大学

学位级别：硕士

智能时代的来临使得微显示器件在消费电子领域占据越来越重要的地位。继液晶微显示之后出现的有机微显示器件因其全固态特性而倍受重视。受限于微显示过小的像素尺寸,实现彩色有机微显示采用有机白光器件结合彩色滤光膜的方法最为适宜... 详细信息

智能时代的来临使得微显示器件在消费电子领域占据越来越重要的地位。继液晶微显示之后出现的有机微显示器件因其全固态特性而倍受重视。受限于微显示过小的像素尺寸,实现彩色有机微显示采用有机白光器件结合彩色滤光膜的方法最为适宜。而白光器件中组分光较宽的发射光谱和彩色滤光膜较宽的透射谱使得有机微显示存在像素色纯度不高的问题。由于微腔效应能够对器件的发光光谱进行波长选择和窄化,因此本论文围绕利用微腔效应获得色纯度较好的R、G、B单色像素展开研究,主要内容如下:1、利用了不含稀有金属的AZO透明导电膜作为腔长调节层,优化了AZO(ZnO:Al)透明导电薄膜的性能。用磁控溅射的方法沉积AZO薄膜,改变沉积过程中的工艺参数,探究不同工艺参数对AZO薄膜导电性能的影响,以获得与有机微显示兼容的导电性能良好的AZO薄膜。首先探究溅射时氩气压力与AZO薄膜方阻的关系,仅改变氩气压力,使之分别为5mTorr、10mTorr、15mTorr,溅射300nm厚度的AZO薄膜,测定方阻平均值分别为2216Ω/□、2629Ω/□和2943Ω/□。由实验结果得出,AZO薄膜的方阻随着氩气压力的降低而降低,但过低的气压导致难以启辉,溅射无法进行,因此选定氩气压力为5mTorr。随后探究衬底温度与AZO薄膜方阻的关系,分别在衬底温度为100℃、150℃、200℃、250℃、300℃、350℃和400℃的情况下溅射300nm厚度的AZO薄膜,测得方阻平均值分别为13334.2Ω/□、6803.8Ω/□、3172Ω/□、2776Ω/□、1221.6Ω/□、1061.4Ω/□、5147.4Ω/□。测试结果表明,在衬底温度为350℃的条件下,得到的AZO薄膜的导电性能最好。最后探究退火温度对AZO薄膜方阻的影响,对溅射得到的AZO薄膜分别进行300℃、350℃和400℃的后续退火30min处理,测试得到AZO薄膜的方阻平均值分别为879.02Ω/□、576.44Ω/□、1031.8Ω/□。从测试结果得出,对薄膜进行350℃的退火处理可以有效地降低薄膜的方阻,提高其导电性能。在目前实验条件下,获得的最优的氩气压力为5mTorr、衬底温度为350℃、以及退火温度为350℃,制得的AZO薄膜其可见光范围内的透过率在85%以上,其功函数为5.16eV。2、利用以上生长的AZO作为微腔腔长调节层从有机发光器件中分别获得了色纯度较好的R、G、B单色光。设计了器件结构为Al(高反射)/AZO(x nm)/MoO(10nm)/TcTa(50nm)/26DCzppy:15%FIrpic(10nm)/26DCzppy(2nm)/CBP:6%Ir(ppy)(4nm)/CBP(2nm)/CBP:4%Ir(MDQ)acac(2nm)/Bphen(50nm)/CsCO(1nm)/Al(半透)的含多组分光的OLED器件。选定RGB三个单色光的谐振波长分别为620nm、525nm和470nm,利用微腔效应理论进行了计算,得到了对应RGB器件的AZO薄膜厚度x分别为348nm、269nm和222nm,制得的三个单色光器件的光谱峰值分别在616nm、532nm和480nm处,接近选定值,拟合得到的光谱的半峰宽FWHM(Full Width at Half Maximum,FWHM)分别为17.02nm、17.93nm和16.59nm,色纯度得到了改善,CIE坐标分别为(0.613,0.298)、(0.432,0.550)和(0.260,0.265)。

关键词：微显示有机电致发光器件 AZO 微腔效应 RGB三基色

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光学微腔效应在有机电致发光中的应用

光学微腔效应在有机电致发光中的应用

作者：傅小强重庆师范大学

学位级别：硕士

OLED(organic light emitting diodes)作为新型的显示技术，它是一种利用电流作为驱动而发光的光电器件，被广泛认为是下一代梦幻显示器。与前两代显示技术——阴极射线管显示器及液晶显示器相比，OLED显示器具有更轻薄的器件结构、更... 详细信息

OLED(organic light emitting diodes)作为新型的显示技术，它是一种利用电流作为驱动而发光的光电器件，被广泛认为是下一代梦幻显示器。与前两代显示技术——阴极射线管显示器及液晶显示器相比，OLED显示器具有更轻薄的器件结构、更短的响应时间、更宽的可视角度、更简单的制作过程和更高的效率，并且可以选用特殊基板做成透明、可挠式显示器，因而更受大众的喜欢。但由于有机发光材料的本身属性原因，导致单色器件的光谱半高宽较宽，色纯度不高。要想获得单色性更好的OLED器件，除了开发新型发光材料外，加强对器件结构的优化和制作工艺的研究也是必不可少的。本论文采用了金属.微腔结构，选取半反半透的金属Ag阳极和全反射的Al阴极夹着有机层构成一个光学微腔，器件结构为glass/Ag/MoO3/NPB/Alq3/Al，首先，我们设计并利用激光打标机制作了不锈钢薄片的Ag阳极掩膜板。并优化了热蒸发镀Ag的速率和厚度，当蒸发速率在0.037nm/s，厚度为15nm的Ag薄膜作为半反射膜较合适，并优化了热蒸发MoO3的速率为0.01nm/s。实验设计为合理调节微腔结构和优化空穴注入层的厚度，实现对器件的光谱半高宽进行窄化。我们设计并制备了多种不同的微腔和非微腔器件，经研究发现，与Alq3材料的特征峰值波长532nm相比，微腔器件的峰值波长蓝移52nm和红移112nm，实现了同种材料的不同颜色发光，说明三原色的获得可以通过微腔效应调节有效腔长来实现。同时与非微腔器件光谱半高宽100nm相比，微腔器件的光谱半高宽为40.2nm，窄化了约2.5倍，获得了色饱和度更高的单色器件。说明微腔结构能够有效窄化光谱半高宽，提高色纯度。并且经测试发现，微腔器件的最大亮度和最大电流效率相对于非微腔器件也提高了1.95倍和2.42倍。然后，我们对空穴注入层为MoO3的微腔器件进行了厚度优化，分别设计了MoO3厚度分别为4nm、7nm、10nm和13nm的四种器件，经测试发现，当MoO3厚度为10nm时，器件的性能最好，当驱动电压为15V时，器件的最大亮度和最大电流效率分别为5328cd/m2和4.23cd/A。最后分析了金属微腔效应提高器件性能的机理。

关键词：有机电致发光器件微腔效应半高宽真空热蒸发

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微腔中CdSe量子点荧光增强效应

物理学报 2011年第11期60卷 670-674页

作者：杜凌霄胡炼张兵坡才玺坤楼腾刚吴惠桢浙江大学物理学系硅材料国家重点实验室杭州310027

文章主要研究了CdSe量子点微腔结构,微腔结构包括上下分布式布拉格反射镜(DBR),中间的有源层为溶解在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的CdSe胶体量子点.采用传递矩阵法模拟微腔的反射光谱,对实验测试曲线进行较好的拟合.通过测试微腔结构的光... 详细信息

文章主要研究了CdSe量子点微腔结构,微腔结构包括上下分布式布拉格反射镜(DBR),中间的有源层为溶解在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的CdSe胶体量子点.采用传递矩阵法模拟微腔的反射光谱,对实验测试曲线进行较好的拟合.通过测试微腔结构的光致荧光(PL)光谱,其半峰宽(FWHM)由未加入微腔的CdSe量子点样品的27.9nm,减小到微腔结构的7.5nm,在微腔中的量子点,由于腔模式的出现,其发光谱的品质因数增加了3.6倍,达到了荧光增强的效果.

关键词： CdSe量子点微腔效应荧光增强

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半导体垂直腔面发射激光器的微腔效应

光学学报 2000年第5期20卷 592-596页

作者：赵红东沈光地张存善周革张以谟天津大学精密仪器与光电子工程学院教育部光电子信息工程实验室天津300072 河北工业大学电气信息学院天津300130 北京工业大学电子工程学系北京市光电子技术室北京100022

应用腔量子电动力学和半导体物理学讨论了半导体垂直腔面发射激光器的微腔效应 ,得到了实际腔结构和注入载流子下的半导体垂直腔面发射激光器的自发发射谱 ,计算结果表明 ,半导体分布布拉格反射垂直腔激光器的单方向自发发射可以增强约 ... 详细信息

应用腔量子电动力学和半导体物理学讨论了半导体垂直腔面发射激光器的微腔效应 ,得到了实际腔结构和注入载流子下的半导体垂直腔面发射激光器的自发发射谱 ,计算结果表明 ,半导体分布布拉格反射垂直腔激光器的单方向自发发射可以增强约 2 0 0倍。

关键词：半导体垂直腔面发射激光器自发发射微腔效应