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在研究生期间,我的工作分为两部分:第一部分是在中国科学院重庆绿色智能研究所,微纳系统集成与制造中心客座研究生期间所做的有关硒化铅无机红外探测器敏化机理方面的研究,在此工作中我们发现了支持硒化铅薄膜敏化机理的直接证据,对人们理解,应用铅盐敏化技术起到了促进作用;第二部分是在西南大学物理科学与技术学院,张勇老师课题组所做的基于PVK的近紫外有机发光二极管相关的研究。在此工作中我们创新使用PVK:BCPO混合发光层制备紫光有机发光二极管,不仅器件性能显著而且避免使用会对地球环境产生污染的汞元素,对以后使用有机材料制备紫光发光二极管提供了新的思路。本论文前四章分别介绍了红外探测器的发展历史,在本试验中所使用的仪器设备,硒化铅薄膜的常用制备与敏化方法和原理,目前对于硒化铅薄膜敏化过程的机理解释等,第五章整体介绍了基于近紫外有机发光二极管的研究现状和本工作中的具体内容,以及创新结果。第1章,本章引言部分首先概述了试验中所做有关硒化铅红外探测器敏化机理研究的主要内容,其次再分小节对红外探测器的发展历史,红外探测器的类型,常被用作制备红外探测器的材料做了介绍。之后,重点介绍了本试验中所采用的硒化铅材料的研究现状,常用的制备方法如:电化学沉积法;化学浴沉积法;分子束外延法;以及本实验中我们所采用的电子束沉积法;还有常用的提升薄膜性能的方法,如:浸蚀法和本试验中所采用的热氧化的方法;最后介绍了目前被普遍接受的几种对薄膜敏化过程的理论解释,如:体内理论,势垒理论,以及本实验结果支持并详细解释的载流子分离模型。第2章,本章介绍了在实验中会用到的一些实验仪器以及这些实验仪器的原理。例如:制备薄膜所使用的电子束蒸镀仪;用来分析硒化铅在敏化过程中质量随敏化温度和时间变化的关系的热重分析仪器;表征薄膜表面形貌所使用的扫描电子显微镜（SEM）,分析薄膜敏化前后表面物质和价态的X射线衍射仪（XRD）和XPS分析仪;还有测试薄膜电学性能的霍尔效应测试仪,以及用来测试红外探测器周期性响应光电流的Keithley 4200测试系统等。第3章,本章首先介绍了试验中制备薄膜的过程以及具体参数。其次通过热重分析了解PbSe材料在敏化过程中质量随温度与时间的变化关系,并由此推理出硒化铅在其中的化学反应过程,并以此为依据设计了两组对比实验,通过对不同敏化条件下薄膜表面形貌以及表面化合物元素的分析,得出与敏化时间相比,改变敏化温度对薄膜的形貌影响更大的结论。第4章,在本章中我们首先介绍了探测器制备的步骤流程以及具体工艺参数,之后通过此方法将硒化铅薄膜做成探测器再将其置于和第三章对比试验相同的实验条件下敏化,并测试不同器件的光电性能。通过对比我们发现在空气氛围中将敏化温度设置为400℃,时间设定为1小时是最佳敏化条件,在最佳敏化条件下器件比探测率为6.66×108cmHz1/2/W,响应时间小于1 ms,和同类器件相比性能优越。重要的是我们发现,在没有外加偏压时,探测器依旧对1550 nm和2.7 um的红外信号光有响应,这说明敏化后的薄膜内产生内建电场。解释硒化铅敏化机理的理论--载流子分离模型提出:刚制备出的PbSe薄膜是P型,在敏化过程中硒化铅晶粒从外到内被逐渐氧化成N型的铅盐氧化物,形成了N型氧化物包裹着P型内核的结构,在薄膜中这些P-N结造成内建电场,帮助光生载流子分离传输。所以这个实验现象支持了载流子分离模型,可以帮助人们更好理解铅盐化合物的敏化过程。虽然硒化铅红外探测器可以再室温下工作,但是器件由热噪声所导致的暗电流还是有些大,因此我们利用TTPX低温测试系统对器件进行测试。我们发现当工作温度降低至液氮温度70 K后,器件暗电流显著减小。但并不是温度越低,器件比探测率越高,当工作温度为150 K时器件比探测率最佳。具体原因在文中相关章节有解释。第5章,这一章介绍了我在西南大学所做的基于PVK的近紫外有机发光二极管的实验。紫外光发光器件在现实生活中用处广泛,但是在传统的方法中制备紫外发光器件需要使用到有毒重金属汞元素,这造成了严重的环境污染。本实验采用常见的普通有机聚合物PVK为主体材料制备紫光OLED,同时为了解决PVK材料电子传输能力差以及LUMO能级位置太高不好匹配的问题,我们在PVK中掺杂了与PVK能级相近的BCPO制成混合发光层。这种设计一方面解决了因为使用汞这种重金属制备紫光二极管所造成的环境问题,另一方面这种混合发光层有利于器件中电子与空穴传输平衡,减少激基复合物发光,从而优化器件性能。我们设计实验分析不同掺杂浓度下的器件亮度,得到最优掺杂浓度下,最佳器件外量子效率可以达到2.6%;当器件亮度为1000 cd/m2时,外量子效率可以达到2.4%。我们还通过设计单极电子器件与单极空穴器件分析了为什么不是BCPO的掺杂浓度约大越好。本工作证明了基于PVK的紫外有机发光二极管仍然可以有很好的性能,这极大的促进了使用普通有机材料代替有污染的重金属汞来制备紫外二极管。