具有负微分电阻和存储特性的有机二极管研究

作为有机电子器件中的重要组成部分，具有负微分电阻和存储特性的有机二极管吸引了越来越多的关注。虽然目前这方面的研究已经取得了一定进展，但产生负微分电阻和存储特性的机制以及器件的存储稳定性等问题仍亟待解决。因此深入开展具有负微分电阻和存储特性的有机二极管的研究具有重要意义。 本论文研究了一系列具有负微分电阻和存储特性的有机二极管，并对其工作机制进行了深入探讨，为具有负微分电阻和存储特性的有机二极管的进一步研究奠定了基础。 1、制备出了一系列具有负微分电阻特性的有机小分子二极管。研究发现，基于CuPc 有机半导体的有机二极管表现了可重复的负微分电阻特性，而这种负微分电阻特性易受所用电极、有机膜蒸镀速率、测试速率和所加负向电压等因素的影 响。机理研究表明，该器件的负微分电阻特性是由于CuPc 内存在的深能级陷阱对电荷的捕获和释放的结果。而基于Alq3 等多种有机半导体的有机二极管也表现了良好的可重复的负微分电阻特性。机理研究表明，该类器件的负微分电阻特性是由于在有机层内少数载流子的注入和积累引起的纳米导电丝的结果，电荷的大量积累导致了导电丝通道的形成，使器件表现了高的导电态；而大的电压又及易使导电丝通道消失，使器件表现了低的导电态，电流降低。 2、开发出了一系列具有可重复负微分电阻和存储特性的掺杂聚合物有机二极管。研究发现，合适的共掺杂可显著提高器件的存储性能，基于1,4-dibenzyl C60和ZnPc 掺杂PS 的器件可循环上百万次，开关电流比超过了两个数量级，电流维 持时间超过了三个小时，其负微分电阻和存储特性可以用ZnPc 的氧化及1,4-dibenzyl C60 和ZnPc 之间的电荷转移很好地给予解释。而金纳米粒子掺杂PVK的器件也表现了很好的存储特性，循环次数超过了25 万次，开关电流比超过了100 倍，其存储过程被认为是由于金纳米粒子电荷俘获的结果。 3、通过控制有机/金属界面层处有机分子的蒸镀速率，制备出了基于并五苯有机半导体的写一次读多次存储有机二极管。该器件表现出了高的开关电流比（最大可达5000）和良好的数据维持时间（超过了240 小时），界面偶极层的形成和破坏所导致的注入势垒的改变很好地解释了该器件写一次读多次的开关电流转变过程。通过热退火控制PVK 聚合物薄膜的表面形态也制备出了具有写一次读多次存储特性的聚合物二极管，该器件同样表现了良好的开关存储特性，而且该器件可以用更简单的旋涂方法制备，进一步简化了器件制备工艺。

聚氧化苯乙烯的合成与性能研究

环氧化合物的聚合物被广泛地应用于表面活性剂，增塑剂，涂料和膜等领域。到目前为止，二乙基锌作为络合催化剂的一种，在合成高分子量，高规整度的环氧化合物的均聚产物方面发挥着重要的作用。由于氧化苯乙烯中苯环的存在，使得氧化苯乙烯的开环聚合行为不同于其它的环氧化合物。在迄今为止的催化体系中，聚氧化苯乙烯的数均分子量只能达到800～4000，分子量分布大于100，玻璃化转变为32-40 ℃，且反应通常需要进行10-60天才能得到较高的聚合产率。本工作采用二乙基锌／α-氧化蒎烯为主要催化体系，对氧化苯乙烯的聚合行为、聚合物结构与性能进行了研究，并研究了不同的旋光性催化配体对氧化苯乙烯不对称聚合结果的影响。实验结果表明：一．二乙基锌／α-氧化蒎烯催化体系可以有效地催化氧化苯乙烯的均聚。聚合反应进行72小时即可以有很高的产率（90％），较高的粘度以及分子量（数均分子量大于2.0 * 10~4）。其催化效率远远大于以往的催化体系。二．所得的聚氧化苯乙烯产物为无色透明的塑料状固体，当其对数比浓粘度为1.38dL/g时，玻璃化转变温度为50 ℃，数均分子量可以达到4.07 * 10~4，重均分子量为2.3 * 10~5，分子量分布为5.7。该聚合物的热分解温度为240～250 ℃（5％weight loss，under N_2）。聚合物在空气中长期放置会发生缓慢氧化降解反应而导致聚合物分子量下降。聚氧化苯乙烯在80 ℃下压膜，可以得到无色透明的薄膜，但较脆。该聚氧化苯乙烯溶于氯仿、二氯甲烷、甲苯、苯、四氢呋喃、二氧六环等溶剂，不溶于己烷、甲醇、丙酮等。聚氧化苯乙烯膜耐碱不耐浓硫酸，通常不溶于水，但在沸水中煮过后膜呈不透明状，显示出一定的水溶性。三．催化体系中二乙基锌同α-氧化蒎烯的比例变化对聚合反应的结果有较大的影响。当二乙基锌／α-氧化蒎烯为2:1时，聚氧化苯乙烯的产率、粘度、玻璃化转变温度和分子量都达到最高值，相反当比例为1:3和1:4时，只能得到低分子量的聚合物。二乙基锌与α-氧化蒎烯的预反应时间对于聚合反应的结果没有明显的影响。四．聚合反应的产率随反应时间的增长而增长，表明该体系具有阴离子活性聚合的特点。同时，在相同的单体与催化剂比例中，聚氧化苯乙烯的分子量和产率随着氧化苯乙烯单体的浓度降低而增加。五．聚合反应在80 ℃达到最高值，在室温下产率极低而分子量仍然较高，在100 ℃下却导致分子量下降。聚合物的高温处理结果表明，在聚合体系中同时存在着增长与分解反应，两种反应对于温度的依赖程度不同。六．采用二乙基锌／α-氧化蒎烯、Stilbene oxide、环氧肉桂醇等大位阻的环氧化合物作为催化剂配体同样可以催化氧化苯乙烯得到高分子量的聚合物。催化体系同样适用于环氧丙烷、环氧化环己烯的开环聚合。七．采用旋光α-氧化蒎烯、二苯基乙二醇、环氧肉桂醇等手性化合物为配体可以引发氧化苯乙烯的不对称聚合，其中手性环氧肉桂醇的不对称选择能力最强，所得聚合物的旋光值可达-17.2°。八．通过旋光纯的氧化苯乙烯单体的聚合证实了氧化苯乙烯聚合反应的开环方向为β位，所得的旋光性聚氧化苯乙烯同对应的外消旋体相比，其基本性能并无明显差异，两种聚合物同为无定型结构，其中旋光性聚氧化苯乙烯具有较高的立体规整度和热分解温度，同时在添加了防老剂和紫外线吸收剂的两种聚合物中，旋光性聚氧化苯乙烯具有十分优异的耐老化性能。

等离子体平板显示（PDP）用荧光粉的合成及其光谱性质

等离子体平板显示（PDP）是目前高清晰度、大屏幕平板显示中的佼佼者，使挂壁彩电成为现实，但其关键部分之一-PDP荧光粉的发展却存在着相当滞后的问题，因此急需开发出性能更好的PDP荧光粉或对现有荧光粉的性能进行改善。改善PDP荧光粉性能的重要手段之一是选择合适的合成路径，因此本文探索了软化学合成方法-水热法在合成 PDP荧光粉合成中的应用，同时也采用高温固相法、共沉淀法对PDP荧光粉进行了合成，通过对比分析探索合成方法对PDP荧光粉光谱性质的影响。分别采用水热法、高温固相法、共沉淀法对掺杂稀土发光离子的稀土正硼酸盐（Y，Gd）BO_3、正磷酸盐（La，Gd）PO4、矾酸盐（Y，Gd）VO4、矾磷酸盐Y（P，V）O_4和硼硅酸盐LoBSIOS进行了合成，并用XRD、IR、SEM、XPS、TG-DTA等手段对其结构进行了表征，对上述PDP荧光粉的真空紫外（VUV）光谱、紫外可见光谱及发射光谱性质进行了研究，得到了一些新的、有意义的结果。（1）首次采用水热法以稀土氧化物、氢氧化物或硝酸盐与硼酸为原料合成了（Y,Gd）BO_3：RE~(3+)（RE＝Eu，Th）系列荧光粉，并对其VUV光谱特性进行了研究。sEM分析发现水热法以氢氧化物、硝酸盐合成的荧光粉粒度在100-200nm之间。XPS揭示不同基质中带结构具有一定的差异。光谱分析发现（Y,Gd）BO_3：RE~(3+)的VUV光谱中110-175nm范围内存在着基质硼酸根（B3场）的吸收带，该吸收带随基质中G矛"浓度的增大而增强并发生了红移，认为红移是由于基质中B-O反键轨道能量的变化引起的。对能量传递过程进行分析认为G矛十起到能量传递中间体的作用，使基质对激活剂的敏化效率随G矛十浓度的增大而提高。（Y,Gd）BO3:RE3＋中基质敏化效率的提高也可能是由于基质敏化带的红移使Gd3十或RE3＋更容易从基质中获得能量。我们认为作为PDP荧光粉Eu3＋或Th3＋在GdB03基质中的发光性能更好。对水热合成的（Y,Gd）BO3：Eu~(3+)荧光粉进行热处理发现，荧光粉的亮度随热处理温度的提高而明显增强，说明一定温度下热处理有利于提高荧光粉的发光性能，这可能是由于热处理后荧光粉的结晶度提高，内部缺陷减少。比较水热法、高温固相法和共沉淀法对荧光粉性质的影响时发现三种方法制备的荧光粉光谱特性基本一致，但高温固相法和共沉淀法制备的荧光粉粒度较大，形貌不规则。（2）采用水热法制备了不同G矛十浓度的PDP荧光粉（L a，Gd）Po4：RE3＋（RE＝Eu，Tb），发现以稀土硝酸盐溶液和伽玩）2HPO4为原料，在pH值为5·240oC下反应3天可以合成出结晶度较高的纯相。从SEM照片中观察到水热法制备的荧光粉为晶化很好的棒状晶体。对水热法制备的LaP04：Eu3+和GdPO4：Eu3+进行热处理后发现热处理后晶体的尺寸变小，但形貌没有发生明显的变化，发光性能效果稍有提高。首次对共沉淀法合成的不同Gd3＋浓度的（La，Gd）PO4：KE3＋（RE=Eu，Tb）荧光粉的VUV光谱进行了分析，并研究了Gd3＋在能量传递过程中的作用，发现随基质中Gd3十浓度的增大，基质对发光离子的敏化效率提高，认为Gd3＋起着能量传递中间体的作用。同时观察到（La，Gd）PO4：Eu3+中电荷迁移带随着Gd3＋浓度的增大而发生红移，这也可能会导致基质对Eu3+敏化效率的提高。首次利于xPs分析了LaPO4和GdP04的价带结构，发现LaP04的价带由O2的2P能级构成，而GdPo4的价带则是由O2-的2p能级和Gd3＋的4f能级共同构成，这种价带结构的差异可能对（La，Gd）PO4：RE3＋在VUV区的吸收产生影响。（3）首次对水热法合成的（Y,Gd）VO4：Eu3+的VUV光谱进行了研究，观察到120-170nm范围内存在着vO43一离子团的弱吸收带，200nm处存在着来自2P（O）→4f（Y）或5d（均跃迁的激发带，20onm以后的激发宽带是由Eu3＋的电荷迁移带与VO43-的吸收带重叠而成的。对不同Gd3＋浓度的（Y，Gd）VO4：E矿"的vLJ'v光谱进行研究发现，在一定G矛＋浓度范围内Gd3＋的加入使基质vo43+对Eu3+的敏化效率提高。对（Y,Gd）VO4：Eu3+中的能量传递过程进行分析认为，（Y,Gd）vo4：Eus＋中可能存在着VO_4~(3-)→Eu~(3+)和VO_4~(3-)（vuv）→Gd~(3+)→VO_4~(3-)（UV）→Eu~(3+)等几种能量传递方式，Gd3＋起着能量传递中间体的作用。（4）首次采用水热法合成了Y（P，v）O4：Eu3"红色荧光粉，发现初始体系pH为12.5、在240℃下反应6天可以得到Y（P，V）o4：Eu3＋纯相。结合XRD和SEM分析发现Y（P，V）O4：Eu3＋荧光粉的粒径随VO3-4浓度的增大而增大，YPO4：Eu3+的粒径为100-150nm，而YVO4：Eu3+的粒径则为400-450nm。对水热法合成的Y（P， V）O4:Eu3+的VUV光谱进行研究发现基质对Eu3+的敏化效率随VO3-4户含量的增多而提高。通过比较发射光谱中~5D_0→~7F_2与~5D_0→~7F_1跃迁的强度发现二者强度之比随VO_4~(3-_浓度的增大而增大，说明荧光粉的色纯度随VO4含量的增多而更好。比较水热法和高温固相法合成的Y（P，V）O4：Eus"的VUV光谱发现水热法制备的荧光粉在真空紫外区的吸收较弱，说明水热法制备的荧光粉虽然粒度较小，形貌规则，但发光性能不如高温固相法制备的Y（P,V）O4：Eu3＋荧光粉。（5）分别采用水热法和高温固相法制备了单掺稀土发光离子的LaBSIOS，并对它们的光谱性质进行了研究。通过比较产物的SEM照片发现水热法可以制备出粒度为2-3μm，形状近似于球形的产物，而高温固相法制备的样品形貌不规则，粒度分布范围广。对水热法制备的LaBSiO_5：Eu~(3+)进行红外光谱分析发现1300-400cm~(-1)范围内为BO_4基团和SiO_4基团的振动峰。首次对高温固相法制备的LaBSiO_5:Re~(3+)（RE=Eu，Sm，Th）的vuv光谱性质进行了分析，认为其VUV光谱中125-200nm范围内存在着BO_4基团的吸收带（125-165nm）和SiO4四面体的吸收带（165-183nm）。比较两种方法制备的荧光粉的光谱性质和亮度发现两种方法制备的荧光粉光谱性质基本一致，而水热法制备的LaBSiO_5：RE~(3+)（RE＝Eu，Sm，Tb）在254nm紫外光激发下亮度相对较低。

PULSED ELECTRICAL OPERATION OF 1.5-MU-M VERTICAL-CAVITY SURFACE-EMITTING LASERS

Vertical cavity surface emitting lasers operating in the 1.3- and 1.5-mu m wavelength ranges are highly attractive for telecommunications applications. However, they are far less well-developed than devices operating at shorter wavelengths. Pulsed electrically-injected lasing at 1.5 mu m, at temperatures up to 240 K, is demonstrated in a vertical-cavity surface-emitting laser with one epitaxial and one dielectric reflector. This is an encouraging result in the development of practical sources for optical fiber communications systems.

量子点光电子器件及其研究进展

作为未来新型光电子器件的有源区材料,采用能带工程形成的各种半导体量子点,以其所具有的许多独特光电特性而日益显示出潜在的重要应用。着重评述了量子点激光器、量子点红外光探测器和量子点单光子发射器件在近3至5年内取得的最新进展,并对存在的问题进行了分析和讨论。最后,提出了进一步改善器件性能的几种可能途径。

The content calculation of hexagonal phase inclusions in cubic GaN films on GaAs(001) substrates grown by metalorganic chemical vapor deposition

Cubic GaN(c-GaN) films are grown on GaAs(001) substrates by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD). Two GaN samples were grown with different buffer layer, the deposition time of each was 1 and 3 min, respectively. 4-circle X-ray double crystal diffraction (XRDCD) was used to study the secondary crystallographic phases presented in the c-GaN films. The phase composition of the epilayers was determined by X-ray reciprocal space mapping. The intensities of the c-GaN(002) and h-GaN(10 (1) over bar 1) planes detected in the mapping were investigated by omega scans. The content of the hexagonal phase inclusions in the c-GaN films was calculated to about 1.6 and 7.9%, respectively. The thicker buffer layer is not preferable for growing high quality pure c-GaN films. (C) 2000 Elsevier Science S.A. All rights reserved.

基于GPU的球面深度图实时绘制

提出了一种GPU加速的实时基于图像的绘制算法.该算法利用极坐标系生成对物体全方位均匀采样的球面深度图像;然后根据推导的两个预变换公式将单幅球面深度图像预变换到物体包围球的一个与视点相关的切平面上,以生成中间图像;再利用纹理映射生成最终目标图像.利用现代图形硬件的可编程性和并行性,将预变换移植到Vertex Shader来加快绘制速度;利用硬件的光栅化功能来完成图像的插值,以得到连续无洞的结果图像.此外,还在Pixel Shader上进行逐像素的光照以及环境映射的计算,生成高质量的光照效果.最终,文章解决了算法的视点受限问题,并设计了一种动态LOD(Level of Details)算法,实现了一个实时漫游系统,保持了物体间正确的遮挡关系.

下辽宁省河平原稻田生态系统的NH_3挥发和N淋溶

在地处下辽河平原的中国科学院沈阳生态实验站潮棕壤上布置施N量分别为180、240和300kg·hm~(-2)，施P量分别为70、100和130kg·hm~(-2)的稻田田间试验。应用通气密闭室法和陶土渗滤管法，测定了稻田生态系统三个不同施肥期施用氮肥后的NH3挥发损失和N淋溶，结果表明：1．水稻生长季节施用氮肥后有明显NH3挥发，总挥发量为11.64kgN·hm~(-2)-34.01kgN·hm~(-2)，占施N量的4.66％-11.66％，主要发生在施用分孽肥后，每次NH3挥发高峰出现在施氮肥后的2-4d内。2．水分渗漏对NH3挥发损失有重要影响。田面积水条件下，NH3挥发损失量及其占施N量的比率都较大，不同施N处理间差异显著（P＜0.05），NH3挥发量随施N量增加而增加；田面不积水条件下，NH3挥发损失挥发量相对较小。3．氮肥用量、田面水NH4斗一浓度和田面水pH是影响NH3挥发重要因素；180kgN·hm~(-2)条件下，积水时不同P处理间NH3挥发差异不显著。4．水稻生长季节各次施用氮肥后，60cm和gocm深处渗漏液中NH4+-N含量都小于2mg·L~(-1)，各施氮肥处理与对照间差异不显著。但NO3-淋溶比较显著，多集中在3mgN·ul-15mgN·L~(-1)之间。NO3-的淋溶随施N量增加而增加。水分渗漏状况影响N03一在不同土层深度的累积，渗水越快NO3-淋溶深度越大。渗水快或者施N量高时NO3，淋溶浓度高于国际饮用水卫生标准10mgN·L~(-1)，已有污染浅层地下水的可能。5．施用基肥后灌水，NH_4~+、NO_3~-立即出现淋溶高峰，而两次追施氮肥的淋溶高峰出现在施肥后10d或更久；并且基肥时期的淋溶浓度也比较高。