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文本内容:
、有机电子器件可以分为哪几类1有机场效应晶体管、有机太阳能电池、有机电致发光、有机传感器、有机存储器Al ElectrodeActiveLaverITO ElectrodeGlassSubstrate、画出典型的二极管存储器件的器件结构;
2、若按照存储类型对存储器进行分类,可以分为哪几种3根据器件的易失性与否,电存储器可以分为两类易失性存储器和非易失性存储器对于易失性存储器,当外电场撤除后,器件原来存储的数据就会丢失,需要一个持续的扫描电压来维持信息的存储这类器件具有动态随机存储(DRAM)功能(例如电脑WORD文档,如果电脑突然断电还未保存那么信息就会消失掉),我们计算机中的内存应该就是一种易失性的器件对于非易失性存储器,撤掉外加电压以后,器件的存储状态依然能够稳定存在,具有记忆特性如果在外界刺激下存储状态保持不organicmetalnanoclusters变,则这种器件具备一次写入多次读取(WORM)功能(这类存储器件一旦被写入就不容易再修改所存储的数据,可用于档案bottomelectrode存储、数据库等,),我们日常生活中的光盘应该就是一种具有WORM的非易失su性bs器trate件;如果在外界刺激下,如施加反向电压或电流脉冲等方式使ON态重新转变为OFF态,则它具有闪存(FLASH)特性,如硬盘、U盘就具有闪存特性voltageV动态随机存储()Dynamic randomaccess memory,DRAM当外电场撤除后,器件原来所存的数据就会丢失,如果要维持存储的信息,就要对器件提供持续的扫描电压一次写入多次读取存储(Write-once read-many times,WORM)撤掉外电压后,器件的存储状态依然能够稳定存在,具有记忆特性,如果在外界刺激下存储状态保持不变闪存器件()Flash通过某种刺激诸如施加反向电压、电流脉冲等重新使ON态转变为OFF态、简要说明二极管存储器件的存储原理4有机电存储器通常由有机薄膜及其两端的电极构成,结构类似于夹层式三明治.按照电极排列方式不同可以分为交叉式⑼和掩模式结构见图其中交叉式器件可以进行功能层的叠加,实现三维存储;显著I UU,L地提高存储密度,电存储器的电极一般呈对称或不对称性,其材料有或型掺杂硅以及Cu,Al,ITO,Au,p n导电薄膜.有机电存储器的工作原理:在电极两端施加一个工作电压,当场强增大到一定值时,器件由PPy低(或高)导电态转变为高(或低)导电态.通常,低导电态和高导电态可分别表示为和态,对应着二进制系统中的态和态,外加的Off On“0”“1”电信号相当于信息的“写”、“读”或“擦”.在外电场撤除后,若存储态可稳定存在,则具有记忆特性,这种器件称为非易失性存储器.对于非易性存储器,若通过某种刺激诸如施加反向电压、电流脉冲等可以实现与态的相互转换,则它具有闪存功能[⑵,可潜在应用于硬盘和盘;若在外界刺激On Offflash U下存储状态维持不变,具有一次写入多次读取功能[明,此时存储的write-once readmanytimes,WORM数据不会因各种意外而丢失或被修改,保证了用户对重要数据安全长期存储的要求,同时它还可应用于射频标签等领域.若外电场撤除后存储状态在短时间内恢复到初始态,即具有易失性,这种器件称为易失性器件.若易失性器件可通过动态间歇式电压或电流刷新来维持存储状态,则它具有了动态随机存储功能]可以用于资讯及通讯等产品领域,如计算机主存和手机.dynamicrandom accessmemory,DRAM H3,评价有机电存储的主要性能参数有电流开关比、读写循环次数、响应时间、维持时间以及存储密度等.电流开关比即态与态时的电流比,信息存储时开关比越高,存储器的误读率越低.读写循环次数即器On Off件的寿命,指器件反复进行读写擦的次数,它是决定一种存储器能否成功开发应用的关键,循环次数越多越好.响应时间直接影响着存储器的读写速度,响应时间越快,读写速度越快.此外存储状态在电场撤除时的维持时间越长越好.另一重要指标是存储密度,指存储介质单位面积上所能存储的二进制信息量,研制超高密度存储器有望验证或打破半导体存储领域的摩尔定律.有机电存储要实现商业化应用,器件不仅要求在室温下稳定工作,电开关比高,响应时间应达到纳秒级,寿命和稳定性也必须足够高.、对于器件而言,通常衡量一个器件的性能有哪些标准?5OFET、简要说明器件的工作原理6OPV、说出几种常用的有机半导体材料,并说明其用处7有机半导体材料是有机场效应晶体管器件中的活性材料,是决定器件输出特性的主要成分有机场效应晶体管中的活性材料分为小分子和聚合物两大类,基于这些材料可分别制备单晶、多晶以及非晶的场效应晶体管器件一型有机半导体材料在型场效应晶体管中,通过栅极加载负电场使半导体的和能级P pHOM LUMO向上弯曲移动,降低空穴注入势垒,在半导体内产生诱导空穴漏电压的加载可以使诱导空穴载流子产生沿该电场方向的移动,从而输出正向电流、直线型稠环芳香碳氢化合物-----最具代表性的是并五苯,有很强的结晶趋势,通过真空蒸镀可以1很容易地获得高度有序、迁移率较高的多晶薄膜,适合应用于场效应晶体管中红荧烯是另外一个研究较多、有应用潜质的有机型半导体材料通过夹层粘合方法,可以制备不同p尺寸的场效应晶体管、睡吩齐聚物具有电子给体特征,且能级通常与惰性金属电极的功函数匹配,可以注入空穴,2HOM是较好的型半导体材料,广泛用于场效应晶体管最经典的睡吩齐聚物是六曝吩p、献菁类金属配合物具有较大的共规平面和较高的热稳定性,是场效应晶体管中最早被应用的有机3材料、型聚合物材料主要包括睡吩、咔喋、药,以及三级苯胺功能团的聚合物4p二型有机半导体材料与型半导体相反,场效应晶体管中的型半导体必须是较好的电子受体,同n p n时可以提供与源漏电极相匹配的能级,以形成欧姆接触,利于电子的注入和运输LUMO、芳基二酰亚胺/二酸酎衍生物其中以蔡或者花为核的二酰亚胺衍生物是研究最多的型有机半导体1n材料,有较强的吸电子能力的酰亚胺和酸酎可同时稳定分子的和能级,导致和HOMO LUMOHOMO LUMO能级的同时降低、由型转换为型的氟取代有机半导体以电负性较大的氟原子代替分子中电负性小的氢原子,可2pn以获得电子亲和能增大即能级降低的材料,达到与惰性源漏电极匹LUMO配的目的,可作为型半导体材料应用于场效应晶体管器件这些材料包括十六氟钛菁铜、氟原子取代的n噫吩齐聚物、全氟并五苯、简要阐述一下器件的工作机理8OLED其原理是用rro透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极,在一定电压驱动下,电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层,电子和空穴分别经过电子和空穴传输层迁移到发光层,并在发光层中相遇,形成激子并使发光分子激发,后者经过辐射弛豫而发出可见光
9、画出0LET的器件的器件结构,解释0LET的发光原理OLET Organic Light Emitting Transistor或「有机发光敏晶体管」,简写成由三层材料组成--OrganicLightEmittingTransistor,OLET OLET底层是传导电力的物质,中间一层在电力通过时会发光,最上面一层则是控制光通过的量,整组材料一共厚仅62nmo将有机薄膜晶体管与有机发光二极管集合在一起,利用来驱动的器件称OTFT OLEDOTFT OLED为有机发光晶体管OLET传统结构是采用传统水平场效应晶体管的结构,选择有机半导体为发光材料制作的由于传OLET统结构有机场效应晶体管受沟道长度的限制,且大部分有机材料只具有单极特性,载流子迁移率低,使得基于该结构的场效应发光管器件的速度低、工作电压较高、输出电流低、发光效率低,应用受到限制垂直构型的是以垂直结构的晶体管为基础,选择合适的有机发OLET VerticalOLET,VOLET Verticaltransistor光材料制作的发光器件由于具有沟道短、栅压低和有效工作面积大等优点,垂直构型具有较好的OLET工作性能,如工作电压低、速度快、发光效率高、制作简单等,更适合于柔性显示最近发展起来的垂直构型主要有两种:静电感应型和垂直场效应或OLET OLET OLET VOLEFETVOLETo静电感应型OLET静电感应型是以垂直结构的静电感应晶体管为基础,将有机半导体层换为半导体异质结制成OLET最先报道这种结构器件的是日本学者等人,其器件结构如图所示网状栅极位于有机层之间;栅极周Kudo围的有机层既作为晶体管的介电层,又作为发光二极管的空穴传输层,从而将晶体管与发光二极管a-NPD结合在一个简单结构中从源极进入的空穴和从漏极进入的电子,在层中相遇成为激子并复合ITO Alq3发光通过栅压可以调节有机层中栅极处的沟道宽度和势垒高度,进而调节通过沟道的载流子数目以控制发光强度栅极的缝隙宽窄决定栅压阈值的大小,并影响器件的亮度■漏源电压特性可以通过非常小的栅压来控制大的漏电流,且可以通过控制栅压来调节光强,这在很大程度上增加了它的应用价值rnx源j等人对静电感应型的结构进行了改进将栅极放在器件阳极和阴极重叠区域Park OLET之外,避免了阳极和阴极之间的电场的影响由于栅极和阳极之间的电场增加了载流子的注入,从而降低了器件的启亮电压,并提高了器件的发光亮度垂直场效应OLET垂直场效应是以垂直构型场效应晶体管为基础OLET verticalorganic field-effect transistor,VOFET小组制作了一种其结构如图所示该器件采用了发光聚合物材料Yang VOLET,Light-emitting polymer,工作时空穴和电子在层中相遇并复合发光通过栅压可以控制源极和有机层之间的有效能量势LEPo LEP垒,调节注入到有机层中的载流子数目,进而调节器件的工作电流以达到调节发光强度的目的该器件制作工艺的关键是制作一层薄、粗糙并部分氧化的中间源极,其厚度约为左右在源极厚度增加之后,20nm器件的晶体管工作特性消失目前,对传统结构的研究较多,而垂直构型的研究刚刚起步传统结构虽然制作OLETOLETOLET相对简单,但沟道长度相对较长,导致驱动电压高、流明效率低垂直构型虽然有相对的高电流、OLET高工作速度和低工作电压等优点,但是中间精细的栅极和源极却增加了制作难度最近等人报Nakamura道了一种新结构的有机场效应发光管,采用结构就是将一个放在绝缘层和栅极之MIS MIS-OLET OLED上制成的的阴极同时作为晶体管的漏极,通过栅压来改变有机层和绝缘层界面的载流子密度及控制QLED电流的大小,源电极上的绝缘层可以使空穴通过半导体层,并有效地注入到发光层中光与0LED相比,OLET具有什么相同点和不同点以及OLET的优势、10简述OLET面临的不足及发展优势、11发展优势发光效率是采用相同发射层的优化有机发光二极管的两倍1oled继承了平板显示技术中自发光特性.2OLET OLED将控制单元与发光单元合成为一个单元,可以进一步简化平板显示中发光器件的结构3TFT OLED)由于中导电沟道的横截面非常小,电流密度很大,使其在有机电泵浦激光领域拥有极大的发展潜4OLET力不足答案一目前,是小型设备显示器的首选,而大屏幕电视采用的情况也很普遍常规可以用来LCD LCDLED构成电子表和其他电子设备上的数字则具备很多与所不具备的优势OLED LCDLED相较于或的晶体层,)的有机塑料层更薄、更轻而且更富于柔韧性LED LCD0LEI的发光层比较轻,因此它的基层可使用富于柔韧性的材料,而不会使用刚性材料基层OLED OLED为塑料材质,而和则使用玻璃基层LED LCD比更亮有机层要比中与之对应的无机晶体层薄很多,因而的导电层和OLED LEDOLED LEDOLED发射层可以采用多层结构此外,和需要用玻璃作为支撑物,而玻璃会吸收一部分光线LED LCDOLED则无需使用玻璃并不需要采用中的逆光系统(请查阅(液晶显示)工作原理)工作时会选择OLED LCD LCD LCD性地阻挡某些逆光区域,从而让图像显现出来,而则是靠自身发光因为不需逆光系统,所OLED OLED以它们的耗电量小于(所耗电量中的大部分用于逆光系统)这一点对于靠电池供电的设备(例LCDLCD如移动电话)来说,尤其重要制造起来更加容易,还可制成较大的尺寸为塑胶材质,因此可以将其制作成大面积薄OLED OLED片状而想要使用如此之多的晶体并把它们铺平,则要困难得多的视野范围很广,可达度左右而工作时要阻挡光线,因而在某些角度上存在天然OLED170LCD的观测障碍自身能够发光,所以视域范围也耍宽很多OLED的不足OLED似乎是一项完美无缺的技术,适合各类的显示器,但它也存在一些问题OLED寿命——尽管红色和绿色的薄膜寿命较长(小时),但根据目前的技术水准,OLED10000-40000蓝色有机物的寿命要短的多(仅有约小时)1000制造一一的造价目前还比较高OLED防水一一如果遇水,很容易就会损毁OLED答案
二一、的优点OLED、厚度可以小于毫米,仅为屏幕的并且重量也更轻;11LCD1/3,、固态机构,没有液体物质,因此抗震性能更好,不怕摔;
2、几乎没有可视角度的问题,即使在很大的视角下观看,画面仍然不失真;
3、响应时间是的千分之一,显示运动画面绝对不会有拖影的现象;4LCD、低温特性好,在零下度时仍能正常显示,而则无法做到;540LCD、制造工艺简单,成本更低;
6、发光效率更高,能耗比要低;7LCD、能够在不同材质的基板上制造,可以做成能弯曲的柔软显示器8
二、的缺点OLED、寿命通常只有小时,要低于至少万小时的寿命;15000LCD
1、不能实现大尺寸屏幕的量产,因此目前只适用于便携类的数码类产品;
2、存在色彩纯度不够的问题,不容易显示出鲜艳、浓郁的色彩3简述测试OLET器件性能常用的电学和光学参数、
12、有机存储器和无机存储器相比有哪些优势?请简要说明13目前广泛应用的无机存储器(硅存储器)虽然具有快速存储的特点,但昂贵的实验设备、复杂的光刻工艺和周边晶体管驱动电路增加了它的制造成本,并且硅片有限的面积(典型小于扩)和二维()工艺限1c ZD制了它的存储容量,已经不能满足信息时代大容量信息存储和便携式的要求有机存储器是一种全新的电子器件,同硅存储器相比,有机存储器不但具有易加工、低成本、可作成大面积和柔性等的优点,而且可以把有源层叠加在一起,实现三维存储,从而使存储器具有高存储容量的特点、有机场效应晶体管存储器可以大致分为哪几类?并请简要说明它们各自的存储原14理、画出典型的器件结构图,并说明发光原理15OLED阴极电子注入层5不电子运输层(ETL)发光层(EML)空穴运输层(而B空穴注入层(而器件结构图发光原理
1.施加一正向外加偏压,空穴和电子克服界面的能垒后,由阳极和阴极注入,分别进入空穴运输层的HOMO能级和电子运输层的LUM0能级;
2.电荷在外部电场的驱动下,传递至空穴运输层和电子运输层的界面,因为界面的能级差,使得界面会有电荷的积累;
3.当电子,空穴在有发光特性的有机物质内复合,形成处于激发态的激子,此激发态在一般环境中是不稳定的,能量将以光或热的形式释放出来而回到稳定的基态,因此电致发光是一个电流驱动的现象、评价器件性能方面的主要参数都有哪些?请简要说明16OLED通常,发光材料及器件的性能可以从发光性能和电学性能两个方面来评价发光性能主要包括发射OLED光谱、发光亮度、发光效率、发光色度和寿命;而电学性能则包括电流与电压的关系、发光亮度与电压的关系等,这些都是衡量材料和器件性能的主要参数OLED发射光谱指的是在所发射的荧光中各种波长组分的相对强度,也称为荧光的相对强度随波长的分布发L射光谱一般用各种型号的荧光测量仪来测量,其测量方法是荧光通过单色发射器照射于检测器上,扫描单色发射器并检测各种波长下相对应的荧光强度,然后通过记录仪记录荧光强度对发射波长的关系曲线,就得到了发射光谱,发光亮度的单位是表示每平方米的发光强度,发光亮度一般用亮度计来测量2cd/itf,,发光效率可以用量子效率、功率效率和流明效率来表示量子效率是指输出的光子数与注入的3qq Nf电子空穴对数之比量子效率又分为内量子效率和外量子效率内量子效率是在器件内部由Nx nqiqqeo nqi复合产生辐射的光子数与注入的电子空穴对数之比;其实,器件的发光效率由外量子效率来反映外qqe量子效率可以用积分球光度计来测量单位时间内发光器件的总光通量,通过计算来得出器件的外量子效率.发光色度发光色度用色坐标()来表示,表示红色值,表示绿色值,表示蓝色值,通常4x,y,z xy Zx,两个色品就可表注颜色,发光寿命寿命是指为亮度降低到初始亮度的所需的时间y550%.电流密度一电压关系在器件中,电流密度随电压的变化曲线反映了器件的电学性质,它与发光6OLED二极管的电流密度一电压的关系类似,具有整流效应在低电压时,电流密度随着电压的增加而缓慢增加,当超过一定的电压电流密度会急剧上升,亮度一电压关系亮度-电压的关系曲线反映的是器件的光学性质,与器件的电流一电压关系曲7OLED线相似,即在低驱动电压下,电流密度缓慢增加,亮度也缓慢增加,在高电压驱动时,亮度伴随着电流密度的急剧增加而快速增加从亮度一电压的关系曲线中,还可以得到启动电压的信息启动电压指的是亮度为的电压lcd/nf、画出浮栅型有机场效应晶体管存储器的器件结构,并说明其存储机理
17、请简要论述有机太阳能电池所面临的问题18有机太阳能电池要想实现商业化,关键问题是电池的各种性能参数尤其是总光电转换效率的提高,以下是几个关键的方面)电池的运作机理目前机理研究没有重大的新突破,这方面是首要问题1)电池的制作材料寻找合适的电子和空穴传输材料,保证电子空穴对能够有效地分离和传导,降2低电子空穴对传输过程中的复合和耗散几率是材料选择的一个重要条件)制作工艺也是提高电池性能参数的一个重要方面,如对电极的表面修饰,如何让电极表面吸附3更多的染料,或者说如何让染料和电极进行最优的接触,最大限度的减少电子和空穴在传输过程中的损耗等)此外,电池的稳定性与寿命也是不容忽视的问题
4、有机二极管电存储器件中欧姆接触和肖特基接触的区别是什么?19欧姆接触是指金属与半导体的接触,而其接触面的电阻值远小于半导体本身的电阻,使得组件操作时,大部分的电压降在活动区()Active region而不在接触面肖特基接触是具有整流特性的金属-半导体接触,指金属和半导体材料相接触的时候,在界面处半导体的能带弯曲,形成肖特基势垒势垒的存在才导致了大的界面电阻与之对应的是欧姆接触,界面处势垒非常小或者是没有接触势垒肖特基接触是指金属和半导体材料相接触的时候,在界面处半导体的能带弯曲,形成肖特基势垒势垒的存在才导致大的界面电阻与之对应的欧姆接触,界面处势垒非常小或者是没有接触势垒欧姆接触是指金属与半导体的接触,而其接触面的电阻值远小于半导体本身的电阻,使得组件操作时,大部分的电压降在活动区而不是在接触面欲形成好的欧姆接触,有两个先决条件()半导体间有低的势垒高度1()半导体有高浓度的杂质掺入
2、有机二极管电存储中电流有很多类型,简述两种及其特征,如何通过拟合的方法表20现出来?有机二极管电存储中电流有很多类型,简述两种及其特征,如何通过拟合的方法表现出来?(有机P395,拟合的方法是不是画图?)、目前有机二极管电存储最大的问题与挑战是什么?21考试时间、考试地点另行通知。