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1、第56卷第5期2007年5月物理学报Vol.56,No.5,May,2007100023290P2007P56(05)P2910205ACTAPHYSICASINICAn2007Chin.Phys.Soc.3有机量子阱的光学性质•宋淑芳赵德威徐征徐叙(北京交通大学光电子技术研究所,发光与光信息技术教育部重点实验室,北京100044)(2006年7月10日收到;2006年10月24日收到修改稿)采用多源有机分子气相沉积系统(OMBD)制备了Alq3,PBDPAlq3,PBDPAlq3PPBD单层、双层以及量子阱结构,利用电化学循环伏安法和吸收光谱、荧光光谱
2、研究了量子阱的类型和样品的光致发光特性.电化学循环伏安法和吸收光谱的测量结果表明,PBDPAlq3有机量子阱为Ⅰ型量子阱结构.荧光光谱的研究结果表明,单层Alq3的光致发光峰不随Alq3厚度变化而变化;但是双层PBDPAlq3结构光致发光峰随Alq3厚度的减小而发生蓝移;同样对于PBDPAlq3PPBD量子阱结构光致发光峰随Alq3厚度的减小而发生蓝移.对引起光谱蓝移的原因进行了讨论.关键词:有机量子阱,光谱蓝移PACC:7280L,7865T量子尺寸效应引起的,本文制备了单层Alq3、双层11引言PBDPAlq3以及PBDPAlq3PPBD有机量子阱结
3、构,讨论了量子阱的光学性质,以及引起光谱蓝移的重要自1968年江崎等人提出半导体超晶格、量子阱因素.结构以来,由于其奇特的电学和光学特性及在光电器件等方面的广泛应用,半导体量子阱结构的研究21实验越来越受到人们的重视.但对无机量子阱结构所用的材料来说,需考虑两种半导体材料之间的晶格匹利用多源有机分子气相沉积系统(OMBD)制备配问题.相比而言,由于大多数有机晶体是分子晶了Alq3,PBDPAlq3以及PBDPAlq3PPBD量子阱结构的体,分子之间以相对比较弱的范德瓦耳斯力结合,可样品.选用石英作为衬底.Alq3和PBD的最低占据以减小由于晶格失配产生的
4、应力,因此理论上利用分子轨道(LUMO)与最高占据分子轨道(HOMO)的[1]有机材料可以制备出高质量的量子阱发光器件.位置由电化学循环伏安法和吸收光谱来确定.电化[2,3]Ohmori等人利用有机量子阱结构观察到了量子学测量在美国CHI600系统上进行,测量时采用三电尺寸效应,而且有助于提高发光层的发光效率;Liu极体系,对电极用铂丝,工作电极用面积固定的铂[4—7]小组和Qiu小组对有机量子阱的电致发光做了片,参比电极用甘汞电极,通过盐桥和鲁金毛细管与大量的工作,他们的结果表明,量子阱结构可以提高工作电极相连接.用乙氰P六氟磷酸四丁基铵配成器件的发光
5、效率、窄化光谱宽度.但是对于有机量子011molPL作为支持电解质,将Alq3和PBD分别蒸镀[8]阱的概念,Hu等人提出了不同的观点.他们认为到工作电极上即可进行电化学测量.利用日本岛津在有机电致发光器件中,由于电子态被局域化在各公司生产的UV23101PC吸收光谱仪、SPEX公司的个分子中,因此不可能出现量子效应.Fluorolog23荧光光谱仪对样品进行吸收光谱和光致为了研究在有机量子阱中光谱的蓝移是否是由发光的测量.所有测量都在室温下进行.3国家自然科学基金(批准号:60576016,10374001),国家重点基础研究发展计划项目(973计划)
6、(批准号:2003CB314707)、国家自然科学基金重点项目(批准号:10434030)资助的课题.•E2mail:sfsong@center.njtu.edu.cn5期宋淑芳等:有机量子阱的光学性质2911画出量子阱样品的能带图(图1).从图1中可知,31结果与讨论Alq3的禁带完全落在PBD的禁带中,因此不论对电子还是空穴,Alq3都是势阱,PBD都是势垒,因此PBDPAlq3PPBD量子阱结构类似于无机半导体中的3111有机量子阱结构类型Ⅰ型量子阱结构.江崎将无机半导体量子阱分成三类:Ⅰ型量子阱结构,材料A的禁带完全落在材料B的禁带中,因此不论对
7、电子还是空穴,材料A都是势阱,材料B都是势垒,即电子和空穴都约束在同一种材料中,电子跃迁概率较大.Ⅱ型量子阱结构,两种材料的禁带并不对准,材料A的导带和价带都比材料B的导带和价带低,因此材料A是电子的势阱,材料B是空穴的势阱,电子和空穴分别约束在两种材料中,电子跃迁概率较小.Ⅲ型量子阱结构,有一种材料具有零带隙,它的导带位于价带顶之下.因此,在图1Alq3和PBD的LUMO,HOMO的能量位置图光学器件中,为了增加电子和空穴的复合概率,增加器件的发光强度,多采用Ⅰ型量子阱结构.对于有机3121单层Alq3、双层PBDPAlq3以及量子阱PBDP量子阱结构
8、,类似于无机量子阱,同样也分成上述三Alq3PPBD的光致发光谱类,只是无机量子
