基于有机蓝光微腔的激光器件制备及研究

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随着有机电子学的迅速发展,基于有机薄膜的电子器件在照明、显示、存储、传感等领域展现了广阔的应用前景。有机材料具有新颖的光电特性,光谱可调、成本低、柔性可弯曲等优点,受到众多激光研究者的青睐。有机半导体激光器(Organic Semiconductor Lasers)的研究涉及化学、物理、材料加工、电子学和激光光学等多学科,它具有诸多潜在的应用价值,同时也向传统激光理论提出新的挑战。在光泵浦有机半导体激光器实现之后,电泵浦有机半导体激光器成为目前该激光领域的主要目标之一。在本文中,主要是围绕激光器的反射镜,电致发光,光泵受激辐射等方面进行展开,为探索和制备电泵浦有机激光器做出努力。  第一部分:在反射镜方面,选择光子晶体结构作为激光器的反射镜,通过不同薄膜材料(如ZnS、Ti2O3、TiO2、HfO2、Al2O3、SiO2、MgF2等)制备工艺的摸索,以及光学常数的表征,制备了一系列不同高低折射率材料组合窄带反射镜,并通过改变不同高低折射率材料的厚度和周期数,来调节光子晶体反射镜的反射率和中心波长以及带隙宽度,另外利用不同材料的优势,将不同的材料再组合,制备了异质结构(heterostructure)的光子晶体反射镜。  第二部分:提高OLED的发光性能,实现电注入激光的前提。为提高蓝光OLED的发光性能,对蓝光器件结构进行优化改善,分别采用空穴阻挡层和双空穴传输层来改善器件的发光颜色以及发光颜色的稳定性。并选用不同主体材料,研究了不同掺杂体系对蓝光器件发光性能的影响,通过对不同器件的电致发光光谱进行解谱,我们利用能量转移理论对器件的发光机制做了合理的解释。  第三部分:电极吸收损耗是阻碍电泵浦有机激光的重要因素,极大提高了器件的阈值,因此如何降低电极吸收损耗的影响,或者降低金属存在时器件的阈值,是我们目前需要解决的问题。首先研究了光泵浦下金属电极对有机激光材料BUBD-1的受激辐射影响。并且将光子晶体反射镜和阳极ITO结合,ITO也为周期厚度,利用周期数来降低ITO的吸收损耗。最后将OLED和光子晶体微腔相结合,实现了光谱的窄化。
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