1 什么是能带？画出P型半导体能带的简单示意图。
答：
能带：量子力学计算表明，晶体中若有N个原子，由于个原子间的相互作用，对应于原来孤立原子的每一个能级，在晶体中变成了N条靠的很近能级，成为能带。
P型半导体能带示意图
2 如何理解费米能级，实际中如何测量材料的费米能级？
答：
费米能级：费米能级是绝对零度下电子的最高能级。虽然严格来说，费米能级是指费米子（电子、质子、中子（自旋为半整数的粒子））系统在趋于绝对零度时的化学位；但是在半导体物理和电子学领域中，费米能级则经常被当做电子或空穴化学势的代名词。费米能级在半导体物理中是个很重要的物理参数，只要知道了它的数值，在一定温度下，电子在各量子态上的统计分布就完全确定了。它和温度，半导体材料的导电类型，杂质的含量以及能量零点的选取有关。将半导体中大量电子的集体看成一个热力学系统，可以证明处于热平衡状态下的电子系统有统一的费米能级。
如何测量材料的费米能级？
测量方法：紫外光电子谱，X射线光电子谱，电化学，光电压，Kelvin
3 什么是功函，如何测量材料的功函？
答：
功函：电子要脱离原子必须从费米能级跃迁到真空静止电子(自由电子)能级,这一跃迁所需要的能量叫功函。这个定义和电子的逸出功一样, 只是从不同的角度讲的而已。
两类功函数测量的试验方法：绝对测量和相对测量。
受体表面态能带示意图
通常将空态时呈中性而电子占据后带负电的表面态称为受主型表面态
A 图答案 二 什么是非平衡载流子，如何测量非平衡载流子的寿命？一半导体材料非平衡载流子的寿命为10ms ，光照时产生非平衡载流子，试求光照突然停止20ms 后，非平衡载流子的浓度将衰减到原来的百分之几？
答：
非平衡载流子：用光的或电的方法对半导体施加外界作用,破坏了热平衡条件,使半导体处于与热平衡状态相偏离的状态,则称为非平衡状态。处于非平衡状态的半导体,其载流子比平衡状态时多出来的那一部分载流子称为非平衡载流子 非平衡载流子寿命的测量：
图5.4 半导体表面与体内交换电子引起的能带弯曲情况
四、图示说明以TiO2为光催化剂的光电化学分解水过程（对电极为铂电极）
五、太阳电池材料的选择原则(20分)根据实验数据计算光电池的特性参数
答：
选择原则：1 高的吸光系数；2 与太阳光谱的高；3 高载流子迁移效率；
4 较低的界面活性；
5 较高的耐光腐蚀能力
太阳电池的性能参数由开路电压、短路电流、最大输出功率、填充因子、转换效率等组成。这些参数是衡量太阳能电池性能好坏的标志
六、结合Franck-condon原理画出并文字说明雅布伦斯基(Jablonski)图中的各个光物理过程。结合各个光物理过程，谈谈与之相对应的光谱技术以及可能的光化学过程。(20分)
目录 目录 ------------------------------------------------------------------------------------------- 1 1前言----------------------------------------------------------------------------------------- 2 2 有机光电材料 ------------------------------------------------------------------------------ 2 2.1光电材料的分类 --------------------------------------------------------------------- 2 2.2有机光电材料的应用 ---------------------------------------------------------------- 3 2.2.1有机太阳能电池材料--------------------------------------------------------- 3 2.2.2有机电致发光二极管和发光电化学池 --------------------------------------- 4 2.2.3有机生物化学传感器--------------------------------------------------------- 4 2.2.4有机光泵浦激光器 ----------------------------------------------------------- 4 2.2.5有机非线性光学材料--------------------------------------------------------- 5 2.2.6光折变聚合物材料与聚合物信息存储材料 ---------------------------------- 5 2.2.7聚合物光纤------------------------------------------------------------------- 6 2.2.8光敏高分子材料与有机激光敏化体系 --------------------------------------- 6 2.2.9 有机光电导材料 ------------------------------------------------------------- 6 2.2.10 能量转换材料 -------------------------------------------------------------- 7 2.2.11 染料激光器----------------------------------------------------------------- 7 2.2.12 纳米光电材料 -------------------------------------------------------------- 7 3 光电转化性能原理 ------------------------------------------------------------------------- 7 4 光电材料制备方法 ------------------------------------------------------------------------- 8 4.1 激光加热蒸发法 ------------------------------------------------------------------- 8 4.2 溶胶-凝胶法 ---------------------------------------------------------------------- 8 4.3 等离子体化学气相沉积技术（PVCD）------------------------------------------ 9 4.4 激光气相合成法 ------------------------------------------------------------------ 9 5 光电材料的发展前景---------------------------------------------------------------------- 10
Design, Fabrication, and Performance Investigation of Organic Optoelectronic Devices Chong-an Di ABSTRACT Organic optoelectronic materials and devices, which is also called …plastic electronics?, att rached focus attention in past decade due to their potential application in large area and low cost flexible displays, solid-state lighting, radio frequency identification (RFID) cards and electronic papers etc. As important parts of organic optoelectronic devices, organic light-emitting diodes (OLEDs), organic field-effect transistors (OFETs) and organic light-emitting transistors (OLEFTs) have made great achievements. The performance of these optoelectronic devices depends not only on the properties of the organic semiconductors involved, but is also dramatically affected by the properties of other functional layers and the nature of the interfaces present. Therefore, interface engineering, a novel approach towards high-performance OFETs, is a vital task for organic optoelectronic devices. Electrode/organic interfaces, dielectric/organic interfaces, organic/organic interfaces and organic/atmosphere interfaces are the three frequently reported interfaces in organic devices. In this dissertation, a systematic research has been carried out centering on the interface engineering of organic optoelectronic devices. With investigation of interface phenomenon and effective interface modification, dramatic decrease of power consumption and cost, obvious ehancement of device performance and improvement of stability are achieved. The main results are obtained as follows: 1: Exploration of novel anode modification approach for OLEDs to reduce the power consumption and enhance the efficiency. Power consumption and light emitting property are the key parameters for the real application of organic light-emitting diodes. In fact, modification of electrodes is a widely applied approach to improve device performance of OLEDs since it can optimize the devices performance without change of organic functional materials. We demonstrated that the improvement of interface contact between ITO anode and organic semiconductor layer can be realized by the introduction of ultrathin
有机小分子电致发光材料在OLED的发展与应用的综述电致发光(electroluminescence，EL)，指发光材料在电场的作用下，受到电流或电场激发而发光的现象，它是一个将电能直接转化为光能的一种发光过程。能够产生这种电致发光的物质有很多种，但目前研究较多而且已经达到实际应用水平的，主要还是无机半导体材料，无机 EL 器件的制作成本较高，制作工艺困难，发光效率低，发光颜色不易实现全色显示，而且由于很难实现大面积的平板显示，使得这种材料的进一步发展具有很严峻的局限性。由于现有的显示技术无法满足我们生产生活的需要，因此促使人们不断地寻求制备工艺成本更低、性能更好的发光材料。有机电致发光材料（organic light-emitting device，OLED）逐渐的进入了人们的视野，人们发现它是一种很有前途的、新型的发光器件。有机电致发光就是指有机材料在电流或电场的激发作用下发光的现象。根据所使用的有机材料的不同，我们将有机小分子发光材料制成的器件称为有机电致发光材料，即 OLED；而将高分子作为电致发光材料制成的器件称为高分子电致发光材料，即 PLED。不过，通常人们将两者笼统的简称为有机电致发光材料 OLED。 一.原理部分 与无机发光材料相比，有机电致发光材料具有很多优点：光程范围大、易得到蓝光、亮度大、效率高、驱动电压低、耗能少、制作工艺简单以及成本低。综上所述，有机电致发光材料在薄膜晶体管、
太阳能电池、非线性发光材料、聚合物发光二极管等方面存在巨大的需求，显示出广泛的应用前景，因而成为目前科学界和产业界十分热门的科研课题之一。虽然，世界上众多国家投入巨资致力于有机平板显示器件的研究与开发，但其产业化进程还远远低于人们的期望，主要原因是器件寿命短、效率低等。目前有很多关键问题没有解决：1. 光电材料分子结构、电子结构和电子能级与发光行为之间的关系，这是解决材料合成的可能性、调控材料发光颜色、色纯度、载流子平衡及能级匹配等关键问题的理论和实验依据； 2. 光电材料和器件的退化机制、器件结构与性能之间的关系、器件中的界面物理和界面工程等，这是提高器件稳定性和使用寿命的理论和实验基础，也是实现产业化、工业化的根本依据。 1.基态与激发态 “基态”在光物理和光化学中指的是分子的稳定态，即能量最低的状态。如果一个分子受到光或电的辐射使其能量达到一个更高的数值后，分子中的电子排布不完全遵从构造原理，这时这个分子即处于“激发态”，它的能量要高于基态。基态和激发态的不同并不仅仅在于能量的高低上，而是表现在多方多面，例如分子的构型、构象、极性、酸碱性等。在构型上主要表现在键长和二面角方面，与基态相比，激发态的一个电子从成键轨道或非成键轨道跃迁到反键轨道上，使得键长增长、键能级降低；同时，由于激发后共轭性也发生了变化，所以二面角即分子的平面性也发生了明显的改变。 2.吸收和发射
知识点补遗 1，光电功能材料按物质分类 答：根据材料的物质性进行分类：金属功能材料；无机非金属功能材料；有机功能材料；复合功能材料。 2，晶体的主要特征有哪些？ 答：晶体在宏观上的基本特性：自范性、均一性、对称性、异向性、稳定性。自范性：是指晶体具有自发地形成封闭的几何多面体外形，并以此为其占有空间范围的性质。 均一性：晶体在它的各个不同部分上表现出相同性质的特性，是晶体内部粒子规则排列的反映。 异向性：晶体内部粒子沿不同方向有不同的排列情况，从而导致在不同方向上表现出不同的宏观性质。 对称性：晶体的性质在某一方向上有规律地周期的出现 稳定性： 3，介电晶体的效应有哪些？分别有多少个点群？ 答： （1）压电效应：压电模量，三阶张量，非中心对称晶体。 （2）电致伸缩效应：电致伸缩稀疏，四阶张量， 所有晶体。 （3）热释电效应：热释电稀疏，一介张量，极性 晶体，可自发计划。 （4）铁电晶体：自发极化能随外加电场改变的晶 体。 各种介电晶体（数字表示此类性质的晶类数）： 压电效应： 晶体在受到机械应力的作用时，在其表面上会出现电荷，成为正压电效应。应力是二阶对称张量，其两个下标可以对调，压电模量是三阶张量，从而导致压 电模量中的后两个下标可以对调，此时压电效应可以写成： 逆压电效应：当电场加到具有压电效应的晶体上时，晶体将发生应变。 电致伸缩效应 当作用在晶体上的电场很强时，晶体的应变与电场不是线性关系，必须考虑
平方项，引起应变中的平方项称为电致伸缩效应。， iljk V 成 为电致伸缩系数。 热释电效应 晶体在温度发生变化时，产生极化现象，或其极化强度发生变化，称为热释电效应。当温度较小时，晶体极化强度变化与温度为线性关系。 电热效应：热释电效应的逆效应，即将某种热释电晶体置于电场中，会观察到温度变化。热释电材料主要用于红外探测。 晶体的铁电性质 在外场的作用下，自发极化的方向可以逆转或可以重新取向的热释电晶体。 铁电晶体的分类： (1)无序-有序型铁电晶体（软铁电体） (2)位移型铁电体（硬铁电体）：含有氧八面体构造基元者，也称钙铁矿型铁电体，如铌酸锂、钛酸钡等。 铁电体的宏观特性： (1)电滞回线：铁电体和非铁电体的判据。 非铁电晶体：P-E 关系为线性的。 铁电晶体：P-E 存在电滞回线。 (2)居里温度：晶体的铁电性质在一定的温度范围内存在，如钛酸钡晶体，温度低于120摄氏度是铁电项，高于120摄氏度铁电性消失。实际上是一个相变过程。 部分铁电晶体没有居里温度点，因为未达到相变温度时晶体已经溶解。 4，光率体的表达式和特征，三个轴与椭球截距的意义，折射率面，不沿主轴方向，通过晶体后引起的光程差的判定。 答：上册P-31 5，晶体的非线性光学——香味匹配条件以及实现相位匹配的途径（一种） 答：当激光的光强较强时，其通过物质时，物质内部极化率的非线性响应会对光波产生反作用，可能产生入射光波在和频和差频处的谐波，这种与强光有关不同于非线性光学现象的效应称为非线性效应。 混频效应：和频、差频 当作用于晶体的光场包含两种不同的频率ω1和ω2时，就会产生第三种频率ω 3的光， ω3 =ω1 +ω2相加的称为和频，ω3 =ω1 ?ω2相减的称为差频。 位相匹配： 在二级非线性极化的倍频过程中，入射光波在它经过的各个地方产生二次极化波，各个位置的二次极化波都发射出二次谐波，这些二次谐波在晶体中传播并相互于涉，相互干涉的结果，就是在 实验中观察到的二次谐波强度．这个强度与这些二次谐波的位相差有关．如果位相差为零，即各个二次谐波的位相一致，则相干加强，我们就能观察到产生的二次谐波．反之，则相干相消，我们就观察不到二次谐波。只有当入射光波的传播
如有你有帮助，请购买下载，谢谢！ 1页 电子信息材料PPT 版 0 电子信息材料-绪论 21世纪是信息时代 ●21世纪将全面进入信息时代 ●当前信息的发展以多媒体和数字化为主要特征 ●人类进入了3T 时代 →处理、传输、存储超高容量信息（Tb 即1012bits ） →超高速信息流（Tb/s ） →高频响应（THz ） 信息技术的发展趋势 ●信息技术的几个主要方面： 获取、传输、存储、显示、处理 ●信息技术是依靠电子学和微电子学技术发展 ●信息技术=电子信息技术 ●信息的载体：电子→光电子→光子 20世纪 → 21世纪 →最重要的信息材料：微电子材料 →发展最快的信息材料：光电子材料 →最有前途的信息材料：光子材料 信息技术发展的几个主要方面及相关材料 ●信息材料是信息技术发展的基础和先导 ●以大规模继承电路为基础的电子计算机技术仍是信息处理的而主要技术。DRAM 发展趋势：光刻线愈来愈小（纳米级） ●电子在小于0.1um （纳米范畴）的器件内部的输运和散射会呈现量子化特性，设计器件时要运用量子力学理论。 ●固态纳米器件分类：量子点器件、共振隧穿器件、库伦阻塞效应单电子器件 ●开关、存储器、光电转换元件一般用波导连成回路 ●目前光学器件都是立足于III-V 族半导体化合物材 料，开拓硅基材料，如SiGe/Si 的量子化材料很有前途 ●通讯技术的重大进步：光纤通讯代替电缆和微波通讯（以光子作为信息的载体） ●光纤通讯特点：高容量、无中继传输 ●关键技术：光学放大器、波分复用技术 ●第五代光纤通讯方式： →以相位调制方式和查分检测方式的相干光光纤通信 →理想的光纤内，“孤立子”可以无限传播 →光通信窗口波长移向更长波段（2um-5um ），可使光纤的散射损耗更低 →相干光通信、孤立子光通信和超长波长红外光通信是可预见的第五代光通信 ●发展新材料始终是光通信中的核心问题 ●光纤放大器的材料要满足高的宽频带增益，并能应用于不同的通信窗口（1.3um-1.55um ） ●提高磁存储密度主要依赖于改进磁介质材料 ●写入头要求更高的磁矩，读出头要求更高的磁电阻 ●光存储技术特点： →存储寿命长 →能非接触式读、写和擦 →信息的信噪比（CNR ）高 →信息位的价格低 ●短波长记录的高密度光盘存储介质分类： →磁光存储介质 →相变型存储介质 →波长吸收范围更短的有机存储介质 ●光存储主要发展方向： →利用近场光学扫描显微镜进行高密度信息存储 →运用角度多功、波长多功、空间多功与移动多功等的全信息存储 →发展三维存储技术 信息显示技术 ●阴极射线管（CRT ） ●平板显示技术 ●液晶显示技术：有源矩阵型（AML ）、双端装置型（TTD ） 薄膜晶体管（TFT ） ●场致发射显示（FED ）：只能用于较小的显示器 ●等离子体显示（PDP ） 探测器与传感器材料 ●按光电转换方式光电探测器可分为光电导型、光生伏打型（势垒型）和热电偶型。 ●光电探测器最大的进展： →用超晶格（量子阱）结构提高了量子效率、响应时间和集成度。 →制成探测器阵列，可以用作成像探测 ●传感器材料主要分两类：半导体传感器材料和光纤传感器材料。 激光材料 ●GaN 是能够获得最短波长的半导体激光器 ●通过量子阱中的量子级联而发展的中红外半导体激光器 光功能材料 ●主要是无机非线性光学晶体：KTP 、BBO 、LBO 、LiNbO 3、K(Ta ，Nb)O 3 ●三次非线性光学材料：声光玻璃和磁光玻璃 1 微电子芯片技术发展对材料的需求 概述 ●21世纪的微电子技术将从目前的3G 逐步发展到3T ●微电子技术的进展有赖于材料科学和技术的巨大贡献： →集成电路本身是制造在各相关体或薄膜材料之上 →制造过程中也涉及到一系列材料问题 衬底材料 ●半导体衬底材料是发展微电子产业的基础 ●集成电路对硅材料的主要要求及发展趋势： →晶片（wafer ）直径越来越大
半导体光电信息功能材料的研究进 展 关于《半导体光电信息功能材料的研究进展》，是我们特意为大家整理的，希望对大家有所帮助。 光电信息技术是由光学、光电子、微电子等技术结合而成的多学科综合技术，涉及光信息的辐射、传输、探测以及光电信息的转换、存储、处理与显示等众多的内容。光电信息技术广泛应用于国民经济和国防建设的各行各业。近年来，随着光电信息技术产业的迅速发展，对从业人员和人才的需求逐年增多，因而对光电信息技术基本知识的需求量也在增加。 摘要：21世纪是高速发展的信息时代，在这个飞速发展的时代中，光电信息功能得到了前所未有的发展，它在信息的产生，
信息的存储以及信息的传输方面扮演着越来越不可或缺的角色。本文就半导体光电信息功能的研究进展做出了简要分析，希望能对半导体光电信息功能材料的普及发挥作用。 关键词：半导体;研究与创新;光电信息功能材料 前言 从远古到现代，从石器时代到如今的信息时代，历史的发展表明信息科学技术发展的先导和基础是半导体信息功能材料的进步，伴随着时代发展的特征，我们可以很容易的分析出，光电信息功能材料在方方面面深刻的影响着人类的生产和生活方式。现如今，随着光电信息功能材料的不断普及以及各行各业的的综合应用，其技术得到了光速的更新，例如其信息的存储已不再受低级别的限制，其存储量已被提高到KT级别，当然为了使之更好地适应社会，发挥出更大的作用，生产商与使用者对光电信息功能材料的研究与创新从未停止。光电信息功能材料的发展，同样也与国家生产力的发展有着密切的联系，它是国家经济发展的根本保障之一。对于目前正处在快速发展中的我国来说，大力发
展半导体光电信息功能材料十分必要。 一、半导体光电信息材料简述 科学技术之所以得到不断发展的原因之一，便是有着信息研究材料的支持，人类对不同材料的研究与创新，是科学技术飞速发展，科学规律不断修正完善的基础。20世纪60～70年代，光导纤维材料和以砷化镓为基础的半导体激光器的发明，是人们进入了光纤通信，高速、宽带信息网络的时代。半导体光电材料――半导体是一种介于绝缘体导体之间的材料，半导体光电材料可以将光能转化为电能，同样也可以将电能转化为光能，并且可以处理加工和扩大光电信号。在当今社会，其应用正在逐步得到普及。半导体信息光电材料，对于我们来说并不陌生，其存在于我们的日常生活中，并且无时无刻的不在影响着我们，所以我们应正确的认识半导体信息光电材料，并且可以为半导体光电信息材料的发展贡献出自己的力量。 二、半导体光电信息材料研究的必要性
有机高分子光电材料 课程编号：5030145 任课教师：李立东 学生姓名：李昊 学生学号：s2******* 时间：2013年10月20日
有机光电材料研究进展 摘要：本文综述了有机光电材料的研究进展，及其在有机发光二极管、有机晶 体管、有机太阳能电池、有机传感器和有机存储器这些领域的应用，还对有机光电材料的未来发展进行了展望。 关键词：有机光电材料；有机发光二极管；有机晶体管；有机太阳能电池；有机传感器；有机存储器 Abstract:This paper reviewed the research progress in organic optoelectronic materials, and its application in fields of organic light emitting diodes(OLED), organic transistors, organic solar cells, organic sensors and organic memories , but also future development of organic photoelectric materials was introduced. Keywords:organic optoelectronic materials; organic light emitting diodes(OLED); organic transistors;organic solar cells; organic sensors; organic memories 0.前言 有机光电材料是一类具有光电活性的有机材料，广泛应用于有机发光二极管、有机晶体管、有机太阳能电池、有机存储器等领域。有机光电材料通常是富含碳原子、具有大π共轭体系的有机分子，分为小分子和聚合物两类。与无机材料相比，有机光电材料可以通过溶液法实现大面积制备和柔性器件制备。此外，有机材料具有多样化的结构组成和宽广的性能调节空间，可以进行分子设计来获得所需要的性能，能够进行自组装等自下而上的器件组装方式来制备纳米器件和分子器件。近几年来，基于有机高分子光电功能材料的研究一直受到科技界的高度关注，已经成为化学与材料学科研究的热点，该方面的研究已成为21世纪化学、材料领域重要研究方向之一，并且取得了一系列重大进展。 1.有机发光二极管 有机电致发光的研究工作始于20 纪60 年代[1]，但直到1987 年柯达公司的邓青云等人采用多层膜结构，才首次得到了高量子效率、高发光效率、高亮度和低驱动电压的有机发光二极管（OLED）[2]。这一突破性进展使OLED 成为发光器件研究的热点。与传统的发光和显示技术相比较，OLED具有低成本、小体积、超轻、超薄、高分辨、高速率、全彩色、宽视角、主动发光、可弯曲、低功
材料科学与工程专业（电子信息材料方向）培养方案专业负责人：刘敬松分管院长：霍冀川院学术委员会主任：卢忠远 一、修业年限及授予学位名称 学制4年，最低毕业学分170，允许学习年限为3-6年。授予工学学士学位。 二、培养目标 本专业培养适应社会主义现代化建设需要，德、智、体、美全面发展，具备人文社会科学、自然科学、计算机基础、材料科学、材料工程、电子测量等方面的基本理论与基本知识，具有从事电子材料与器件生产和开发的基本能力，能在生产企业、科研院所等单位从事电子材料及器件生产、检验、设计、开发与研究等方面工作的应用型高级工程技术人才 三、培养规格及要求 本专业学生在学习数学、物理、外语、计算机和人文社会科学知识的基础上，主要学习材料科学基础、固体物理、电介质物理、半导体物理、电子材料工艺学、现代材料分析测试技术、电子材料测量技术的基本理论和基本知识，受到工程师的基本训练，掌握运用现代理论和先进科技手段，具有解决电子材料及器件生产中工程问题的基本能力，并能够进行新型电子材料与器件的开发与研制。 毕业生应能获得以下几方面的知识和能力： 1、掌握材料科学与工程的基本理论和基本知识； 2、掌握电子材料合成与制备的基本方法；掌握电子材料微观结构分析表征的常用技术和电性能的测试方法； 3、具有对电子材料微观结构与电性能进行综合分析的初步能力；具有电子材料应用设计、电子器件生产与检测的初步能力；具有解决产品生产中各种工艺问题的能力；具有新型电子材料及器件开发与研制的初步能力； 4、了解电子材料及器件的理论前沿与技术发展动态；并具有较强的自学能力，了解信息技术、微电子学等相关交叉学科的基本知识； 掌握文献检索、资料查询的基本方法，具有初步的科学研究能力和一定的实际工作能力。 四、主干学科与专业主干课程 主干学科：材料科学与工程、电子信息材料 专业主干课程：高等数学、大学物理、外语、无机与分析化学、材料科学基础、材料科学基础实验、半导体物理、固体物理、电介质物理、电子陶瓷、电子材料综合实验 五、学位课程 高等数学、综合外语、VB程序设计、无机与分析化学、物理化学、材料科学基础、材料科学基础A实验、固体物理、电介质物理、电子信息材料综合实验 六、学分分配 类别 公共基础学科基础专业 合计 其中 选修 其中 实践必修选修小计必修选修小计必修选修小计 理论课程学分59 16 75 22.5 22.5 25 18.5 43.5 141 34.5 15 集中实践学分 5 1 6 0 0 21 2 23 29 3 29 学分合计64 17 81 22.5 22.5 46 20.5 66.5 170 37.5 44 比例%37.6 10.0 47.6 13.2 13.2 27.1 12.1 39.1 100 22.1 25.9
纳米光电材料 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】
纳米光电材料 1.定义：纳米材料是一种粒子尺寸在1到100nm的材料。纳米光电材料是指能够将光能转化为电能或化学能等其它能量的一种纳米材料。其中最重要的一点就是实现光电转化。 其原理如下： 光作用下的电化学过程即分子、离子及固体物质因吸收光使电子处于激发态而产生的电荷传递过程。当一束能量等于或大于半导体带隙(Eg)的光照射在半导体光电材料上时，电子(e-)受激发由价带跃迁到导带，并在价带上留下空穴(h+)，电子与孔穴有效分离，便实现了光电转化[1]。 2.分类：纳米光电材料的分类 纳米光电材料按照不同的划分标准有不同的分类，目前主要有以下几种：1.按用途分类： 光电转换材料：根据光生伏特原理，将太阳能直接转换成电能的一种半导体光电材料。目前，小面积多结GaAs太阳能电池的效率超过40%[2]。 光电催化材料：在光催化下将吸收的光能直接转变为化学能的半导体光电材料，它使许多通常情况下难以实现或不可能实现的反应在比较温和的条件下能够顺利进行。例如，水的分解反应，该反应的ΔrGm﹥﹥0在光电材料催化下，反应可以在常温常压下进行[3] 2.按组成分类： 有机光电材料：由有机化合物构成的半导体光电材料。主要包括酞青及其衍生物、卟啉及其衍生物、聚苯胺、噬菌调理素等； 无机光电材料：由无机化合物构成的半导体光电材料。主要包括Si、TiO2、ZnS、LaFeO3、KCuPO4·6H2O、CuInSe2等； 有机与无机光电配合物：由中心金属离子和有机配体形成的光电功能配合物。主要有2，2-联吡啶合钌类配合物等[4]。 3.按形状分类 纳米材料大致可分为纳米粉末、一维纳米材料、纳米膜等。 纳米粉：又称为超微粉或超细粉，一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒，是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中问物态的固体颗粒材料。 一维纳米材料：指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料。分为纳米线和纳米管。 纳米膜：纳米膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒膜是纳米颗粒粘在一起，中间有极为细小的间隙的薄膜。致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜[5]。 纳米光电材料具有纳米材料的四种特性（量子、.....) 3.纳米光电材料的制备方法 制备纳米材料的方法有很多，根据不同的纳米光电材料及其用途有不同的制备方法。 1.化学沉淀法： 通过在原料溶液中添加适当的沉淀剂，让原料溶液中的阳离子形成相应的沉淀物(沉淀颗粒的大小和形状由反应条件来控制)，然后再经过滤、洗涤、干燥、
半导体材料的发展现状及未来展望 智能1601 41623405 吕懿 前言： 半导体材料（semiconductor material）是一类具有半导体性能（导电能力介于导体与绝缘体之间，电阻率约在1mΩ·cm～1GΩ·cm 范围内）、可用来制作半导体器件和集成电路的电子材料。半导体材料是制作晶体管、集成电路、电力电子器件、光电子器件的重要基础材料，支撑着通信、计算机、信息家电与网络技术等电子信息产业的发展。半导体材料及应用已成为衡量一个国家经济发展、科技进步和国防实力的重要标志。 1、 第3代半导体材料及应用 半导体材料的发展可以划分为三个时代。 第1代半导体材料以硅(Si)和锗(Ge)等元素半导体材料为代表，奠定了微电子产业基础。其典型应用是集成电路(Integrated Circuit,IC)，主要应用于低压、低频、低功率晶体管和探测器，在未来一段时间，硅材料的主导地位仍将存在。但硅材料的物理性质限制了其在高压和高频电子器件上的应用。 第2代半导体材料以GaAs和磷化锢(InP)为代表，奠定了信息产业基础。GaAs材料的电子迁移率是Si的6倍，具有直接带隙，故其器件相对Si器件具有高频、高速的性能，被公认为是很合适的通信用半导体材料。同时，其在军事电子系统中的应用日益广泛且不可替代。 然而，由于禁带宽度范围不够大、击穿电场较低，限制了其在高 温、高频和高功率器件领域的应用。另外，GaAs材料具有毒性，对环境和人类健康存在威胁。 第3代半导体材料是指带隙宽度明显大于Si(1.1eV)和GaAs(1.4eV)的宽禁带半导体材料(2.0-6.0eV)，包括III族氮化物〔如氮化稼 (GaN)、氮化铝(A1N)等〕，碳化硅(SiC)，宽禁带氧化物〔(如氧化锌(ZnO)、氧化稼(Ga2O3)、钙钦矿(CaTiO3)等)〕及金刚石薄膜等宽禁带半导体材料。与第1代、第2代半导体材料相比，第3代半导体材料禁带宽度大，具有击穿电场高、热导率高、电子饱和速率高、抗辐射能力强等优越性质，第3代半导体器件不仅能在更高的温度下稳定运行，而且在高电压、高频率状态下更为可靠，此外还能以较少的电能消耗，获得更高的运行能力。 第3代半导体材料主要有3大应用领域:电力电子、微波射频和光电子。产业链主要包括材料、器件和应用环节，具体如图1所示。它具备禁带宽度大、击穿电场高、热导率大、电子饱和漂移速率高、抗辐射能力强等优越性能，是固态光源、下一代射频和电力电子器件的“核心”，在半导体照明、消费类电子、5G移动通信、新能源汽
光电信息功能材料与量子物理研究 现就光电信息功能材料的重要性作为研究的基础，着重就光电信息功能材料和量子物理进行阐述，根据二者之间的关系，提出相关的理论。 标签：光电信息；功能材料；量子；物理 随着社会经济的不断发展，信息技术的进步，出现了一种光电信息功能材料，所谓信息功能其实就是指信息的传输、存储、接受显示、控制、产生以及转换的能力，其主要的技术指标包括：大容量传输、多功能、高速度以及低能量的消耗等。近年来，随着光电信息技术的结合，使信息技术的发展水平越来越高，其传输速度已经达到了Gbot，大容量的数码储存已经达到了KT级别，实现了声音、图像和数据三位一体的功能，有效降低能量的损耗，并逐渐向微观物理发展。因此，在研究光电信息功能材料的时候，必须要以量子物理作为其支撑。现就光电信息功能材料的重要性作为其研究的基础，具体阐述量子物理在光电功能材料中的重要性。 1 光电信息功能材料的概述 在科学技术发展过程中，材料研究一直都是技术发展的先导，同时也是发现和完善科学规律等的重要基础。人们在生存和发展的过程中，不断地向物质世界索取财富，而这就是技术和科学发展的最终目标，怎样才能将这些物质转化为我们自己的财富，首先要对物质运动的规律进行探索和总结，以此来找寻转化为物质财富的方法，其前者主要是指科学，后者则是指技术，在这个基础上来进行材料的研究。 随着量子论的发展，给予了人们最为直接的启示就是揭示了原子中电子的运动规律，尤其是原子最外层价的电子运动规律，其中首先开发应用的是一种金属性的材料，主要包括不锈钢、特殊钢材、黑色和有色合金等金属材料，使电磁场能量的应用逐渐进入到了电子层次微观物理的范畴内。同时量子论还提出了固体中的电子能带理论，准确揭示了固体材料中的电子能带结构的分布规律，从电子运动微观物理的机制区别了绝缘体、半导体和金属，开发出了一种新型的半导体材料，使电子学材料逐渐进入到了电子信息功能材料的范畴内。随着半导体材料的开发和研究，在60～70年代，开始出现了一种电子技术，这种电子技术主要是通过固体电子学器件的更新，形成一种电子气类型的电子学器件，并在此基础上发展成为的电子回路集成化技术和电子学器件的小型化，以及目前的超大规模的集成电路以及高速轻巧的电脑，使社会开始向电子技术时代发展，改变了传统的测量检测技术、通信技术以及其他的信息处理技术，奠定了信息技术的基础。 随着半导体的开发和利用，电子材料的科学地位已经变得越来越重要，研究材料不仅是科学发现的先导，同时也是完善科学的实验对象，是开发技术的物资基础，贯穿于科学技术的整个过程。此外，随着光纤技术的兴起，光纤技术和激光技术的结合，为信息技術的发展奠定了一个更为牢固的基础。由于光集成技术
有机小分子电致发光材料在OLED的发展与应用的综述 电致发光(electroluminescence，EL)，指发光材料在电场的作用下，受到电流或电场激发而发光的现象，它是一个将电能直接转化为光能的一种发光过程。能够产生这种电致发光的物质有很多种，但目前研究较多而且已经达到实际应用水平的，主要还是无机半导体材料，无机EL 器件的制作成本较高，制作工艺困难，发光效率低，发光颜色不易实现全色显示，而且由于很难实现大面积的平板显示，使得这种材料的进一步发展具有很严峻的局限性。由于现有的显示技术无法满足我们生产生活的需要，因此促使人们不断地寻求制备工艺成本更低、性能更好的发光材料。有机电致发光材料（organic light-emitting device，OLED）逐渐的进入了人们的视野，人们发现它是一种很有前途的、新型的发光器件。有机电致发光就是指有机材料在电流或电场的激发作用下发光的现象。根据所使用的有机材料的不同，我们将有机小分子发光材料制成的器件称为有机电致发光材料，即OLED；而将高分子作为电致发光材料制成的器件称为高分子电致发光材料，即PLED。不过，通常人们将两者笼统的简称为有机电致发光材料OLED。 一.原理部分 与无机发光材料相比，有机电致发光材料具有很多优点：光程范围大、易得到蓝光、亮度大、效率高、驱动电压低、耗能少、制作
工艺简单以及成本低。综上所述，有机电致发光材料在薄膜晶体管、太阳能电池、非线性发光材料、聚合物发光二极管等方面存在巨大的需求，显示出广泛的应用前景，因而成为目前科学界和产业界十分热门的科研课题之一。虽然，世界上众多国家投入巨资致力于有机平板显示器件的研究与开发，但其产业化进程还远远低于人们的期望，主要原因是器件寿命短、效率低等。目前有很多关键问题没有解决：1. 光电材料分子结构、电子结构和电子能级与发光行为之间的关系，这是解决材料合成的可能性、调控材料发光颜色、色纯度、载流子平衡及能级匹配等关键问题的理论和实验依据； 2. 光电材料和器件的退化机制、器件结构与性能之间的关系、器件中的界面物理和界面工程等，这是提高器件稳定性和使用寿命的理论和实验基础，也是实现产业化、工业化的根本依据。 1.基态与激发态 “基态”在光物理和光化学中指的是分子的稳定态，即能量最低的状态。如果一个分子受到光或电的辐射使其能量达到一个更高的数值后，分子中的电子排布不完全遵从构造原理，这时这个分子即处于“激发态”，它的能量要高于基态。基态和激发态的不同并不仅仅在于能量的高低上，而是表现在多方多面，例如分子的构型、构象、极性、酸碱性等。在构型上主要表现在键长和二面角方面，与基态相比，激发态的一个电子从成键轨道或非成键轨道跃迁到反键轨道上，使得键长增长、键能级降低；同时，由于激发后共轭性也发生了变化，所以二面角即分子的平面性也发生了明显的改变。
手机里的二极管 班级：管理经济10-4班 姓名：李柳 学号：09094026 电子产品：手机 电子材料包括：天线，CPU芯片，内存芯片，贴片电阻，电容，时钟晶振，震动电机，电感器件，二极管，三极管，喇叭，麦克，开关按键，等等 二极管的定义： 二极管又称晶体二极管,简称二极管(diode);它只往一个方向传送电流的电子零件。它是一种具有1个零件号接合的2个端子的器件，具有按照外加电压的方向，使电流流动或不流动的性质。晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。 二极管的发展历程： 1907年由Henry Joseph Round在一块碳化硅上观察到电致发光。但由于所发出的光太过于暗淡和在当时碳化硅实验上的困难最后也就没有继续进行研究了。到了1920后期由德国物理学家伯纳德.古登和Robert Wichard Pohl从掺杂了铜的硫化锌中得到了磷材料进一步开展了实验，但最后都是所发出的光太过暗淡而又一次停止了下来。到了1936年，George Destriau发表了一份关于硫化锌粉发光的报告，最终被广泛认为是他创造了“电致发光”这个术语。 在1950年英国科学家使用了砷化镓，从而在1960年初造出了第一个“现代”的发光二极管，但只可以发出不可见和红外线红色光，在1960年末期才制造出第一个可见光的发光二极管，到了1970年中期磷化镓本身就被用作为发光体并且很快就发出了一个很淡的绿光。发光二极管使用双磷化镓芯片就要可以黄色光。黄色光发光二极管也大概是在这个时候由俄罗斯人使用碳化硅制造出来。在20世纪80年代中期使用了镓铝砷化磷制造第一代超亮发光二极管，首先是红色光然后是黄色光最后是绿色光。到了 90年代初期使用铟镓铝磷制造可发出橙红光，橙色光，黄色光和绿光的超高亮发光二极管。第一个蓝色光发光二极管也是在1990年是使用了碳化硅制造了出来，到了90年代中期才使用了氮化镓制造出超亮蓝色光发光二极管，随后很快也使用了氮化铟镓制造出高强度绿光和蓝光发光二极管。超亮蓝光芯片是白光发光二极管的基础，发光芯片使用荧光磷涂层，这些磷吸收了蓝色光并再以白色光发出。最后一直都是使用同样技术来制造出任
8 有机光电材料研究进展与发展趋势 ◆邱勇 (清华大学，北京100084） 摘要：本文综述了有机光电材料的研究进展，及其在有机发光二极管、有机场效应晶体管、有机太阳电池、有机传感器和有机存储器等领域的应用；介绍了清华大学在有机发光技术方面取得的进展。 关键词：有机光电材料，有机发光二极管，有机场效应晶体管，有机太阳电池 中图分类号：O62; O484 文献标识码：A 0 前言 有机光电材料是一类具有光电活性的有机材料，广泛应用于有机发光二极管、有机晶体管、有机太阳能电池、有机存储器等领域。有机光电材料通常是富含碳原子、具有大π共轭体系的有机分子，分为小分子和聚合物两类。与无机材料相比，有机光电材料可以通过溶液法实现大面积制备和柔性器件制备。此外，有机材料具有多样化的结构组成和宽广的性能调节空间，可以进行分子设计来获得所需要的性能，能够进行自组装等自下而上的器件组装方式来制备纳米器件和分子器件。 有机光电材料与器件的发展也带动了有机光电子学的发展。有机光电子学是跨化学、信息、材料、物理的一门新型的交叉学科。材料化学在有机电子学的发展中扮演着一个至关重要的角色，而有机电子学未来面临的一系列挑战也都有待材料化学研究者们去攻克。 1 有机发光二极管 有机电致发光的研究工作始于20纪60年代[1]，但直到1987年柯达公司的邓青云等人采用多层膜结构，才首次得到了高量子效率、高发光效率、高亮度和低驱动电压的有机发光二极管（O LE D）[2]。这一突破性进展使OLED 成为发光器件研究的热点。与传统的发光和显示技术相比较，OLED 具有驱动电压低、体积小、重量轻、材料种类丰富等优点，而且容易实现大面积制备、湿法制备以及柔性器件的制备。 近年来，OLED 技术飞速发展。2001 年，索尼公司研制成功13英寸全彩OLED 显示器，证明了OLED 可以用于大型平板显示；2002 年，日本三洋公司与美国柯达公司联合推出了采用有源驱动OLED 显示的数码相机，标志着OLED 的产业化又迈出了坚实的一步；2007 年，日本索尼公司推出了11英寸的OLED 彩色电视机，率先实现OLED 在中大尺寸、特别是在电视领域的应用 收稿日期：2010-7-2 修订日期：2010-8-25 作者简介：邱勇（1964-），男，清华大学教授、博士生导师，清华大学党委常委、副校长，“国家杰出青年科学基金”获得者，长江学者特聘教授，有机光电子与分子工程教育部重点实验室主任，国家“十一五”863“新型平板显示技术”重大项目总体专家组组长。长期从事有机光电材料、器件及产业化相关研究工作。