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近红外光电器件在探测、环保、军事、医学、通讯、航空航天、生物、成像、分析检测诸多方面有广泛的应用,近红外有机光电器件显示了潜在的应用前景,但目前研究的较少。因此有必要对近红外有机光电器件做更深入的研究,探讨其工作机制。本论文针对近红外有机发光二极管及其工作机制进行了研究。
1.将近红外离子染料ADS830AT掺杂在母体聚合物材料PVK中,通过溶液旋涂法制备了单层近红外聚合物发光二极管,同时利用真空蒸镀技术将近红外离子染料ADS830AT与母体有机小分子材料CBP共蒸镀制备了多层近红外有机发光二极管。在外加电压驱动下,它们都实现了很好的近红外发光,峰值波长890 nm,半峰宽为40 nm。
2.将II-VI族的半导体材料CdSe/CdS核壳结构纳米晶和近红外离子染料ADS830AT同时掺杂在母体聚合物材料PVK中制备了单层近红外聚合物发光二极管。该器件在外加电压驱动下也发射了890 nm的单纯近红外光,半峰宽为40 nm。研究发现,掺杂II-VI族的半导体材料CdSe/CdS核壳结构纳米晶显著地提高了器件的电致发射强度和效率,降低了开启电压,器件的稳定性也得到了明显改善。其改善机制被认为是无机半导体材料CdSe/CdS纳米晶的引入平衡了电子和空穴的注入和传输,降低了染料分子ADS830AT的聚集和团聚。
3.利用聚合物电化学池的工作原理,用钌配合物的共聚物制备了近红外聚合物电化学池(PLECs),得到了760 nm处的近红外发光,其发射来自于DCH-Ru(II)配合物中双核二价钌配合物分子内的金属-配体之间的电荷转移(MLCT)的辐射发光。同时针对聚合物电化学池(Polymer light-emittingelectrochemical cells)(PLECs)器件在工作过程中普遍存在的较长响应时间的问题,通过在发光层中掺杂电子传输材料PBD,改善了器件的响应速度,使器件的响应时间明显缩短。
4.研究了酞箐和金属酞箐类化合物的近红外发光特性,制备了单层器件和多层器件,研究发现,制备的单层器件可以得到源于分子能级中的Q带辐射跃迁的900 nm处的近红外发射,而掺杂的酞箐锌ZnPc多层结构器件中获得了1100 nm处的近红外发射。