Interplay between multiple scattering, emission, and absorption of light in the phosphor of a white light-emitting diode
我们研究了白光发光二极管（LED）荧光粉板中的光输运。我们测量通过不同的YAG：Ce $^{3+}$密度的荧光板的宽带漫透射。我们区分吸收，散射和再发射占主导地位的光谱范围。利用扩散理论，我们从第一性原理导出了传输和吸收的平均自由程。我们发现，传输和吸收的平均自由程的数量级的板的厚度。这意味着商业LED中的磷光体在0.7左右的有趣的λ范围内运行良好。我们讨论了如何显着的参数，可以从第一原理控制的白色LED的光学特性。
2013-11-24 physics.optics
Enhanced light emission from top-emitting organic light-emitting diodes by optimizing surface plasmon polariton losses
我们证明了单色顶部发光有机发光二极管（OLED）的增强光提取。与参考样品相比，1.2倍的增强是由于使用具有低折射率（1.52）的空穴传输层（HTL）材料引起的。低折射率降低了在底部不透明金属电极（阳极）和HTL之间的界面处激发的表面等离子体激元（SPP）的平面内波矢量。SPP色散关系的偏移降低了耗散到损失的倏逝波激发中的功率，从而增加了外耦合效率，尽管SPP在强度上保持恒定。所提出的方法是适合于发射极材料拥有各向同性取向的过渡偶极矩以及各向异性，优先水平取向，从而在可比的增强因子。此外，对于HTL材料的足够低的折射率，SPP可以被建模为光学微腔中的其他有机材料内的传播平面波。因此，通过应用进一步的提取方法，例如微透镜或布拉格光栅，获得光提取的甚至更高的增强将变得可行。
2015-03-04 physics.optics
1.5 μm Epitaxially Regrown Photonic Crystal Surface Emitting Laser Diode
报道了一种InP基外延再生长光子晶体面发射激光二极管，在准连续条件下获得1523 nm激光输出。
2020-10-19 physics.app-ph physics.optics
Nanobeam Photonic Crystal Cavity Light-Emitting Diodes
我们目前的结果电驱动纳米束光子晶体腔形成的横向p-i-n结在砷化镓。尽管纳米梁的导电尺寸很小，但它具有强大的电气特性，在低驱动功率下可以实现高电流密度。就像它们的二维对应物一样，纳米梁腔在室温下从嵌入的1,250 nm InAs量子点中表现出明亮的电致发光。小的室温微分增益观察到在腔与小光束自加热表明激光是可能的。这些结果打开了大门，有效的电子控制有源纳米束腔的各种纳米光子应用。
2011-06-28 physics.optics
Numerical analysis of high-index nanocomposite encapsulant for light-emitting diodes
我们使用二维时域有限差分法（FDTD）软件研究了纳米粒子从散射体到光学均匀介质的跃迁行为。我们测量了位于高折射率介质（折射率=2.00）中并由低折射率树脂（折射率=1.41）封装的偶极源的传输效率。为了组成折射率匹配的树脂并减少内反射，在各种尺寸和密度的模拟中将高折射率纳米颗粒添加到低折射率树脂中。由于纳米颗粒的尺寸和颗粒之间的平均间距分别减小到0.02 λ和0.07 λ，与没有纳米颗粒的情况相比，传输效率提高了两倍。数值结果可用于理解纳米颗粒的光学行为，并通过使用纳米复合封装剂来提高高亮度发光二极管（LED）的提取效率。
2005-11-01 physics.optics
Efficiency enhancement of organic based Light Emitting Diodes using a scattering layer
本文提出了一种使用低折射率散射层提高有机LED提取效率的研究。一个散射模型的基础上开发严格的电磁建模技术。该模型考虑了散射的引导和辐射模式的比例以及发射和散射光被提取的效率。约束优化技术是针对单个操作波长实现的，以最大化通用OLED器件的提取效率。计算表明，使用正确设计的散射层可以实现2倍的效率增强。对增强机制的详细分析突出了可以改进这一计划的方法。
2004-11-09 physics.optics
Light-emitting diode spherical packages: an equation for the light transmission efficiency
几乎所有的发光二极管（LED）都是用透明的环氧树脂或硅胶封装的。本文分析了球形光吸收剂的光学效率。我们开发了一个准辐射方程的光传输效率，其中包括一些想法的蒙特卡罗射线追踪到辐射的背景下。该方法包括LED芯片的扩展源性质和芯片辐射率分布。该方程是封装的尺寸和折射率的显式函数，也是封装内的形状、尺寸、辐射率和位置等几个芯片参数的显式函数。为了说明这个方程的使用，我们分析了几个封装配置的实际利益，例如，一个半球形的圆顶与多个芯片，一个平面封装作为一个特殊情况下的球形封装，和近似计算的密封剂与光子晶体LED或与光子准晶体LED。将这些计算与蒙特卡罗射线追踪进行比较，得到几乎相同的值。
2011-10-03 physics.optics
Doped and non-doped organic light-emitting diodes based on a yellow carbazole emitter into a blue-emitting matrix
通过羰基-亚甲基Knovenagel缩合反应，合成了一种新型咔唑衍生物（OcCz 2CN）2，该化合物以3，3 '-联咔唑为核，经6，6'-二氰基乙烯基（6，6 '-bis（1-（2，2'-dicyano）vinyl）-N，N '-dioctyl-3，3'-bicarbazyl）取代，并对其进行了表征。由于其-供体-受体型结构，发现（OcCz 2CN）2在max=590 nm（CIE坐标x=0.51; y = 0.47）处发射黄光，并且在4，4 '-双（2，2'-二苯基乙烯基）-1，1 '-联苯（DPVBi）的蓝色发射基质中用作掺杂剂或用作超薄层。掺杂DPVBi（OcCz 2CN）2的结构在掺杂率为1.5重量%时表现出CIE坐标（x = 0.31; y = 0.51）的黄绿色光，电致发光效率EL=1.3 cd/A，外量子效率ext= 0.4%和亮度L= 127 cd/m2（在10 mA/cm 2下），而对于利用咔唑荧光团作为薄的纯层的非掺杂器件，获得了具有CIE坐标（x = 0.40; y= 0.43）、EL= 2.0 cd/A、ext= 0.7%、L = 197 cd/m2（在10 mA/cm 2下）和74的显色指数（CRI）的暖白色。以5，6，11，12-四苯基萘（rubrene）作为高效黄光发光体的参比物，比较了…
2007-03-28 physics.optics
III-Nitride Nanowire Based Light Emitting Diodes on Carbon Paper
这篇文章介绍了使用柔性碳衬底的III族氮化物纳米线发光体的生长。在碳纸衬底上生长了一种密集堆积的氮化镓纳米线。纳米线主要沿a面方向生长，垂直于碳纸的局部表面。从InGaN量子阱发光二极管纳米线中观察到强的光致发光和电致发光。
2020-09-02 physics.app-ph physics.optics
Spontaneous Emission and Light Extraction Enhancement of Light Emitting Diode Using Partially-Reflecting Metasurface Cavity (PRMC)
发光二极管（LED）的功率转换效率（PCE）的提高以及随后的成本的降低在当前的照明市场中是至关重要的。出于这个原因，我们在这里提出了一个PCE增强的LED架构，部分反射超颖表面腔（PRMC）结构的基础上。这种结构通过强制发射光垂直于器件辐射，同时增强了LED的光提取效率（LEE）和自发发射率（SER），从而抑制了波捕获并增强了发射器附近的场限制，同时确保了腔谐振匹配和最大相长场干涉。PRMC结构的设计使用最近的表面磁化率超颖表面合成技术。PRMC蓝色LED设计被提出并且通过全波模拟被证明，以提供LEE和SER增强因子分别为4.0和1.9，这对应于PCE增强因子分别为6.2、5.2和4.5，用于IQE为0.25、0.5和0.75，这表明PRMC概念在LED技术中具有有前途的潜力。
2016-10-14 physics.optics
Efficiency Models for GaN-based Light-Emitting Diodes: Status and Challenges
基于氮化镓（GaN）的发光二极管（LED）已经彻底改变了照明、显示器、医疗设备和其他领域中的各种应用。然而，在许多情况下，它们的能源效率仍然低于预期。为效率分析和GaN-LED设计优化开发了前所未有的理论模型多样性。这篇综述文章概述了建模前景，并特别关注III族氮化物材料特性的影响。因此，它确定了一些关键的挑战和未来改进的方向。
2020-11-01 physics.gen-ph physics.optics
Influences of excitation-dependent bandstructure changes on InGaN light-emitting diode efficiency
由于量子限制斯塔克效应的屏蔽作用，纤锌矿量子阱的能带结构特性会随着载流子密度的变化而发生明显的变化。将这些变化的InGaN发光二极管模型的方法进行了描述。在包络近似下，通过求解Poisson方程和k \cdotp方程，计算了不同载流子密度下的能带结构.的信息被用作动力学模型中的动量分辨的电子和空穴状态的人口的输入。该方法的应用是通过模拟设备内部量子效率作为激发的函数来说明。
2011-07-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Red-emitting fluorescent Organic Light emitting Diodes with low sensitivity to self-quenching
浓度猝灭是高效有机发光器件的主要障碍。我们在本文中报告了基于荧光无定形红色发射星泡三芳胺分子（4-二（4 '-叔丁基联苯-4-基）氨基-4'-二氰基乙烯基苯，称为FVIN）的有机发光二极管（OLED），对浓度猝灭表现出非常小的敏感性。OLED是用不同掺杂水平的FVIN到Alq 3中制造的，并且在掺杂率从5%到40%的范围内显示出1.5%的非常稳定的外量子效率，这大大放松了对掺杂精度的技术限制。对于纯未掺杂的有源区，获得1%的效率，以及深红色发射（x=0.6; y=0.35 CIE坐标）。FVIN与原型DCM染料的比较在相同的多层OLED结构中呈现。
2010-09-23 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
All-silicon light-emitting diodes waveguide-integrated with superconducting single-photon detectors
我们展示了低温，电注入，波导耦合硅发光二极管（LED）工作在1.22 $μ$ m。LED的有源区由注入在$p$ - $i$ - $n$二极管的本征区中的W中心组成。LED与超导纳米线单光子探测器（SNSPD）集成在波导上。我们展示了这个平台的可扩展性与一个LED耦合到11 SNSPD在一个单一的集成光子器件。这种片上光链路可用于量子信息或神经形态计算应用。
2017-07-06 physics.app-ph physics.optics
High-Performance Green and Blue Light-Emitting Diodes Enabled by CdZnSe/ZnS Core/Shell Colloidal Quantum Wells
针对胶体量子阱（CQWs）基绿光和蓝光LED性能有限的问题，本研究通过直接阳离子交换定制CdZnSe核CQWs并结合热注入壳层生长合成CdZnSe/ZnS核/壳CQWs，制备出高性能LED，显著提升了纳米晶基发光二极管的效率。
2024-11-28 physics.optics
Mask-free fast patterning of organic light-emitting diode pixels using laser-assisted close-space sublimation
Indian Institute of Technology Madras（印度马德拉斯理工学院）；Grantwood Technology Pvt. Ltd.（格兰伍德科技有限公司）
本研究开发了激光辅助近空间升华的无掩模快速图案化方法，实现有机发光二极管像素的微米级精确图案化，所制器件性能与传统工艺相当，适用于可扩展的显示器件制备。
2026-08-06 physics.app-ph physics.optics
Arbitrary helicity control of circularly polarized light from lateral-type spin-polarized light-emitting diodes at room temperature
我们展示了任意螺旋度控制的圆偏振光（CPL）在室温下发射的横向型自旋偏振光发光二极管（自旋LED）的劈开的侧面与两个铁磁电极在一个反平行磁化配置。驱动交流电通过两个电极导致CPL的极化切换，频率高达100 kHz。此外，调节两个电极中的电流密度比使得能够操纵圆偏振度。这些结果表明，任意电控制的偏振与高速，这是需要的横向型自旋LED作为单片CPL光源的实际使用。
2018-02-21 physics.app-ph physics.optics
InGaN/GaN Multi-Quantum-Well and Light-Emitting Diode Based on V-pit-Shaped GaN Grown on Patterned Sapphire Substrate
GaN基发光二极管中由位错引起的V型凹坑缺陷被认为是有利于电致发光的，因为它们松弛了InGaN量子阱中的应变，也增强了空穴通过V型凹坑侧壁的横向注入。在本文中，规则排列的V-坑形成在常规的c-平面锥形图案化蓝宝石衬底上的金属有机物气相外延生长的c-平面GAN。通过改变生长温度可以调节V型坑的大小和平坦GAN的面积。在此V型坑GAN上生长了五对InGaN/GAN多量子阱结构和一个发光二极管结构。光致发光和阴极发光光谱中出现的两个峰值分别来自V型坑侧壁上的半极性InGaN/GAN多量子阱和共面InGaN/GAN多量子阱。另外，当发光二极管工作在小注入电流下时，可以观察到发光二极管表面上密集的亮点，这被认为是由于V型坑周围空穴注入的增强。
2016-11-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Increased output of superradiant light-emitting diodes due to population fluctuations
本研究在未绝热消去介质极化的LED工作区求解量子非线性麦克斯韦-布洛赫方程，发现粒子数涨落可显著提升超辐射发光二极管的输出功率与集体拉比分裂。
2025-07-30 physics.optics quant-ph
Widely color-temperature low-luminosity-loss electrochromic-tuned white light-emitting diodes
发光二极管（LED）是当今广泛应用于人们日常生活中的高效光源，对人们的心理和生理状态产生着微妙而深刻的影响。眼睛感知的相关色温（CCT）是一个关键参数，但LED的CCT调谐技术仍处于发展阶段。在这项研究中，电致变色（EC）材料中采用的调谐装置，表现出广泛的CCT调谐范围从3,200 K到6,900 K，几乎沿着黑体轨迹变化。驱动电压低于2.4V，亮度损失小于16%。使用EC材料，CCT调谐技术的性能能够进一步增强。
2019-08-05 physics.app-ph physics.optics
Full description of dipole orientation in organic light-emitting diodes
有机电致发光器件（OLED）在实现高外量子效率（EQE）方面取得了长足的进展，其中OLED发光体的偶极子取向具有显著的影响。在大多数情况下，理论上预测的OLED发射器的EQE只有一个取向因子，以匹配相应的实验。在这里，我们开发了一个分布理论与三个独立的参数，以充分描述偶极子取向和功率密度之间的关系。此外，我们提出了一个最佳的实验配置测量这样的分布参数。测量非极化谱可以用一种比较简单的方法挖掘更多的偶极子取向分布信息。我们的理论提供了一个通用的OLED偶极子取向图，为设计更复杂的OLED结构铺平了道路。
2021-08-24 physics.app-ph physics.optics
Optimal overlayer inspired by Photuris firefly improves light-extraction efficiency of existing light-emitting diodes
在本文中的设计，制造和表征的生物启发的覆盖层沉积在GAN LED。该覆盖层的目的是改善从二极管的高折射率活性材料到空气中的光提取。层设计的灵感来自萤火虫Photuris sp中发现的微结构。实际尺寸和材料成分经过优化，以考虑GAN二极管堆栈的高折射率。这种二维图案通过其不寻常的轮廓、较大的尺寸以及可以根据现有二极管设计进行定制而不需要完全重新设计二极管几何形状的事实来与其他设计形成对比。光提取的增益相对于参考未处理的LED达到高达55%的值。
2013-01-18 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Resonance Raman measurements of carotenoids using light emitting diodes
我们报告一个紧凑的商业仪器测量皮肤组织中的类胡萝卜素的发展。该仪器使用两个发光二极管（LED）的双波长激发和四个光电倍增管的多通道检测。带通滤波器用于选择激发和检测波长。f/1.3光学系统具有高的光通量和单光子灵敏度，这两者在基于LED的拉曼测量中都是至关重要的。我们采用信号处理技术，补偿探测器漂移和误差。LED拉曼仪器的灵敏度和再现性与基于激光的拉曼光谱仪相比毫不逊色。这款小巧便携的仪器用于人体皮肤中类胡萝卜素分子的非侵入性测量，重复性优于10%。
2008-02-15 physics.med-ph physics.optics
Epitaxial Growth and Characterization of AlInN Based Core-Shell Nanowire Light Emitting Diodes Operating in the Ultraviolet Spectrum
我们报告的第一个轴向AlInN紫外核壳纳米线发光二极管的演示具有高度稳定的发射在紫外波长范围内。在AlInN层的外延生长过程中，AlInN壳层自发形成，从而减少了纳米线表面的非辐射复合。AlInN纳米线在室温下具有约52%的内量子效率，在295 nm处发射。通过改变生长条件，可使发射峰波长在290 ~ 355 nm之间变化。此外，记录到显著强的横向磁（TM）偏振发射，其比295 nm处的横向电（TE）偏振光强约4倍。该研究为新型高性能紫外光发射器的研制提供了一种新的途径。
2019-07-15 physics.app-ph physics.optics
Identifying and reducing interfacial losses to enhance color-pure electroluminescence in blue-emitting perovskite nanoplatelet light-emitting diodes
钙钛矿纳米片（NPL）对于发光应用具有很大的希望，已经实现了在蓝色波长范围内接近统一的高光致发光量子效率（PLQE），其中其他金属卤化物钙钛矿通常是无效的。然而，发射蓝光的NPI发光二极管（LED）的外量子效率（EQE）仅达到0.12%，典型值远低于0.1%。在这项工作中，我们表明，NPI LED的性能主要是阻碍了发射器和空穴注入器之间的不良电子接口。通过Kelvin探针和X射线光电子能谱测量，我们发现NPL具有非常深的电离势（>=6.5 eV），导致空穴注入的大势垒，以及在发射极和空穴注入器之间的界面处的大量非辐射衰减。我们发现，一个有效的方法来减少这些非辐射损失是通过使用聚（三芳胺）夹层。这导致我们的蓝色LED在464 nm波长下发射的EQE增加到0.3%。我们发现，我们的结果可以推广到较厚的天蓝色发射NPL，其中我们使用聚（三芳基胺）夹层将EQE增加到0.55%。我们的工作还确定了进一步提高效率的关键挑战。
2020-10-28 physics.app-ph physics.optics
Pure circular polarization electroluminescence at room temperature with spin-polarized light-emitting diodes
本文报道了GaAs基自旋偏振光发光二极管（spin-LED）在室温下的电致发光（EL）。器械运行期间不使用外部磁场。在测试的自旋LED中有两个小方案：首先，条形激光器状结构，其有助于增强自旋注入器Fe板下方的裂开侧壁处的EL光，其次，晶体AlOx自旋隧道势垒，其确保电稳定的器件操作。在低电流密度（J）区域，CP的纯度非常低，而当J = 100 A/cm 2时，CP的纯度急剧增加并接近纯CP。在那里，根据自旋注入器的磁化方向，右手或左手CP分量被显著抑制。自旋相关的重吸收，自旋诱导双折射和光学自旋轴转换的建议，以解释所观察到的实验结果。
2016-11-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Monte Carlo simulation of scattered circularly polarized light in biological tissues for detection technique of abnormal tissues using spin-polarized light emitting diodes
生物组织散射光的圆偏振特性提供了有价值的信息，已被认为是诊断肿瘤组织的有力工具。我们提出了一种非染色，非侵入性和体内癌症诊断技术，使用配备有圆偏振光发射二极管（自旋LED）的内窥镜。利用已有的蒙特卡罗方法研究了圆偏振光对伪健康组织和癌组织中细胞核的散射过程。计算结果表明，在较宽的探测角度范围内，光在伪组织中散射产生的圆偏振态存在明显差异，采样深度与探测角度有关。基于计算结果设计包括自旋LED的内窥镜探头的结构，同时提供关于生物组织的结构和深度信息。
2020-01-12 physics.bio-ph physics.optics
Over 100% Light Extraction Enhancement of Organic Light Emitting Diodes Using Flat Moire Micro-Lens Array Fabricated by Double Nanoimprint Lithography Over a Large Area
为了提高有机发光二极管（OLED）的光提取效率，我们开发了一种新型衬底，即，使用双纳米压印形成的基于超材料的平坦莫尔微透镜阵列，称为Mlens-array，由六边形莫尔图案柱阵列组成。通过选择用于柱阵列的低折射率电介质材料和用于柱阵列顶部上的覆盖层的高折射率电介质材料，我们制造了表现为常规凸光学微透镜阵列的Mlens阵列。采用双循环复合纳米压印光刻技术在4英寸的玻璃衬底上制作了Mlens阵列，该技术易于实现大规模的高通量制作。在典型的绿色发光OLED中应用Mlens阵列基板，与在常规平面玻璃基板上制造的控制装置相比，光提取效率提高了超过100%（2.08倍）。
2023-01-31 physics.app-ph physics.optics
White organic light-emitting diodes with an ultra-thin premixed emitting layer
提出了一种基于超薄预混合发光层（UPL）实现荧光白光有机电致发光器件（OLED）色彩精细控制的方法。UPL由两种染料的混合物组成（发红光的4-二（4 '-叔丁基联苯-4-基）氨基-4'-二氰基乙烯基苯或FVIN和发绿光的4-二（4 '-叔丁基联苯-4-基）氨基-4'-二氰基乙烯基苯或FVIN）（4 ′-叔丁基联苯-4-基）氨基苯甲醛或FCHO）在单个蒸发池中预混合：由于这两种分子具有相当的结构和相似的熔融温度，因此可以蒸发共混物，产生与预混合物的组成相比具有相同和可再现组成的薄膜。通过在标准荧光OLED结构的空穴传输层（4，4 '-双[N-（1-萘基）-N-苯基氨基]联苯（α-NPB））内蒸发1 nm厚的该共混物层来证明精细颜色调节的原理。当在空穴传输层内部的UPL的位置上以及在预混物组合物上起作用时，两个独立的参数可用于精细地控制发射的颜色。与异质结的蓝光发射相结合，获得了具有Commission Internationale de l 'Eclairage 1931色坐标（0.34，0.34）的白光，具有优异的注入电流的颜色稳定性。光谱显示，fcho材料由于有效的能量转移到红色发光的fvin化合物而不发光，但起到了fvin基质的作用，允许非常精确地调节器件中红色掺杂剂的量。
2014-05-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Highly Efficient, Bright and Stable Colloidal Quantum Dot Short-Wave Infrared Light Emitting Diodes
不平衡的电荷注入对胶体量子点（CQD）发光二极管（LED）的性能是有害的，因为它劣化量子效率（QE）、亮度和操作寿命。在红外线中发射的CQD LED先前已经实现了高量子效率，但仅当被驱动以在低辐射率范围中发射时。在实际应用所需的更高辐射水平下，鉴于臭名昭著的效率下降，效率急剧下降。在这里，我们报告了一种新的方法来调节电荷供应的多元带隙CQD复合材料，有利于改善电荷平衡。我们的方法基于在超纳米晶水平上设计充满活力的潜在景观，这使我们能够报告具有超过8%的创纪录高外部QE的短波红外（SWIR）PbS CQD LED，最重要的是，辐射水平为~ 5 WSr-1 m2，比以前的报告高一个数量级。此外，平衡的电荷注入和俄歇复合减少导致了前所未有的高运行稳定性，在1 Wsr-1 m-2的辐射下，辐射半衰期为26068小时。
2021-09-21 physics.app-ph physics.optics
Stimulated emission at 1.54 $μ$m from Erbium/Oxygen-doped silicon-based light emitting diodes
为了发展单片集成硅光子学，迫切需要用于信息传输的硅基光源，包括发光二极管（LED）和激光二极管（LD）。通过离子注入铒离子（Er $^{3+}$）掺杂的硅被认为是一种有前景的方法，但是具有极低的量子效率。在这里，我们报告了一个电泵浦超线性发射在1.54 $μ$ m的Er/O掺杂的硅平面发光二极管，这是通过应用一个新的深冷却工艺。室温下的受激发射以~6 mA（~0.8 A/cm 2）的低阈值电流实现。时间分辨的光致发光和光电流的结果揭示了复杂的载流子从硅到Er 3+的转移动力学通过弛豫电子从硅的间接导带。这幅图不同于经常假设的硅基质的电子-空穴对复合的能量转移。此外，来自LED的放大发射可能是由于由深冷技术产生的准连续Er/O相关施主带。该工作为基于稀土掺杂硅的通信波长超辐射发光二极管或高效LD的制备奠定了基础。
2020-12-08 physics.app-ph physics.optics
Electrically pumped AlGaN edge-emitting UV-B laser diodes grown by molecular beam epitaxy
University of Michigan（密歇根大学）
本研究展示了一种基于AlGaN的电泵紫外B激光二极管，通过分子束外延技术实现，工作波长为298.5nm，具有低阈值电流密度和窄谱线宽度。
2026-01-27 physics.app-ph physics.optics
Detection of Single Molecules Illuminated by a Light-Emitting Diode
单分子的光学检测和光谱学已经成为生物成像和传感中不可或缺的工具。它的成功是基于有机染料分子在精心设计的激光照射下的荧光。在本文中，我们演示了在宽视场显微镜上的单分子的光学检测，其照明基于市售的绿色发光二极管。在相同的实验配置中的激光照明的结果进行了直接比较。的设置和限制因素，如光传输到样品，光谱过滤和由此产生的信噪比进行了讨论。一个理论和实验的方法来估计这些参数。该结果可适用于其他单发射器和照明方案。
2011-01-14 physics.chem-ph physics.optics quant-ph
Harvesting the triplet excitons of quasi-two-dimensional perovskite toward highly efficient white light-emitting diodes
三重态激子通常发射很差，利用三重态激子一直是实现高效有机发光二极管（LED）的基础。虽然在掺杂的有机磷光和延迟荧光系统中完全理解了三重态供体和受体之间通过电子交换的三重态收获和能量转移，但是准二维（准2D）钙钛矿中三重态激子的利用和能量转移仍然是模糊的。在这里，我们使用一个橙色磷光发射有机层探测三重态行为的天蓝色发射准二维钙钛矿。精致的白光LED架构实现了精心定制的Dexter式能量转移模式，该模式在很大程度上拯救了准2D钙钛矿中的三重态激子。我们的白色有机-无机LED实现了8.6%的最大前视外部量子效率和超过15000 cd m-2的亮度，与相应的天蓝色钙钛矿LED（4.6%）相比，效率显著提高。准二维钙钛矿中激子和有机层中Frenkel激子之间能量转移的有效管理为白色有机-无机LED充分利用激子打开了大门。
2021-12-02 physics.app-ph physics.optics
High-performance green and blue quantum-dot light-emitting diodes with eliminated charge leakage
量子点发光二极管（QD-LED）有望成为新一代高效、低成本、大面积和柔性电致发光器件。然而，绿色和蓝色QD-LED的较差性能阻碍了QD-LED在显示和固态照明中的商业化。在这里，我们展示了性能最好的绿色和蓝色量子点发光二极管与~100%的转换注入的载流子到发射激子。这一成功的关键是通过使用具有低电子亲和力和降低的能量紊乱的空穴传输聚合物来消除有机/无机界面处的电子泄漏。我们的器件表现出创纪录的峰值外量子效率（绿色为28.7%，蓝色为21.9%），在宽亮度范围内具有极高的效率，以及前所未有的稳定性（T95寿命：绿色为580，000小时，蓝色为4，400小时）。整体性能超过了以前报道的溶液处理的绿色和蓝色LED。
2021-11-29 physics.app-ph physics.optics
White organic light-emitting diodes: Status and perspective
白光有机发光二极管（OLED）是由有机半导体材料制成的超薄、大面积光源。在过去的几十年里，人们一直在寻找合适的材料来实现高效的单色和白色OLED。由于其高效率，颜色可调性和颜色质量，白色OLED正在成为下一代光源之一。在这篇综述中，我们讨论了各种器件的概念，介绍了实现基于聚合物和小分子有机材料的白光OLED的物理。由于大约80%的内部产生的光子被困在薄膜层结构内，我们把第二个重点放在审查有前途的概念，以改善光耦合输出。
2013-02-14 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.optics
Efficient Hybrid White Organic Light-Emitting Diodes for Application of Triplet Harvesting with Simple Structure
在本研究中，我们制作了结构简单的基于三重态捕获的混合白光有机电致发光二极管。通过使用已知为蓝色荧光材料的N，N ′-二-1-萘基-N，N ′-二苯基-[1，1 ′：4 ′，1 ″：4 ″，1 ″ ′-四联苯]-4，4 ″ ′-二胺（4P-NPD），将器件的发光层（EML）中的所有空穴传输材料和主体与相同的材料一起使用。简单的混合WOLED是由蓝色荧光和绿色、红色磷光材料制成的。研究了简单混合WOLED中激子产生区对三重态捕获的影响。简单混合型WOLED的特点是空穴迁移率占主导地位，因此在EML中存在激子产生区。此外，我们还优化了空穴传输层和电子传输层的厚度，并制作了简单的混合型WOLED。简单混合WOLED的最大发光效率为29.3 cd/A，最大外量子效率为11.2%。国际照明委员会（Commission Internationale de l 'Eclairage）坐标为（0.45，0.43），约为10，000 cd/m^2。
2016-05-23 physics.ins-det physics.optics
Reducing the Efficiency Roll-Off in Organic Light-Emitting Diodes at High Currents under External Magnetic Fields
单重态极化子和三重态极化子湮灭机制是最有害的激子猝灭过程，其在高电流密度下降低有机发光二极管（OLED）的效率，导致这些器件中的所谓效率滚降。这些激子损耗机制也是实现电泵浦有机半导体激光器的关键障碍，其需要非常高的电流密度以达到阈值。在此，在一个相对较大的外部磁场，我们证明了效率滚降在高电流密度的铕（Eu 3+）为基础的溶液处理的OLED可以在一定程度上得到抑制，而亮度得到提高。我们通过减少福斯特型激子-极化子湮灭过程来实现这一点。在外加磁场作用下，我们证明了极化子自旋和激子动力学的操纵导致了定量的滚降抑制。
2019-10-07 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Photon emission gain in Er doped Si light emitting diodes by impact excitation
提出反向偏置Si PN结二极管，通过碰撞激发实现Er掺杂硅LED的光子发射增益，IQE达1.84%，为硅基集成激光器奠定基础。
2025-05-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Sputtered Gold Nanoparticles Enhanced Quantum Dot Light-emitting Diodes
金属颗粒的表面等离子体效应是提高发光二极管性能的有效方法。本文报道了溅射Au纳米粒子增强倒置量子点发光二极管（ITO/Au NPs/ZnMgO/QDs/TFB/PEDOT：PSS/Al）的电致发光。通过结合时间分辨光致发光，瞬态电致发光和紫外光电子能谱测量，增强可以解释为内场增强激子耦合到表面等离子体和增加的电子注入速率与Au纳米粒子掺入。唯象数值计算表明，电子输运层的电子迁移率从1.39 × 10 -5增加到1.91 × 10 -5 cm 2/V.s的Au纳米粒子改性的设备。最大发光强度从14,600 cd/cm ~ 2提高到20,720 cd/cm ~ 2，提高了1.41倍，最大电流效率从3.12 cd/A提高到4.02 cd/A，提高了1.29倍。
2018-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
A substrateless, flexible, and water-resistant organic light-emitting diode
尽管受到广泛关注，但可无缝集成并用于柔性显示器、可穿戴设备和生物植入物的可编程和高度柔性的发光器件仍然难以捉摸。具有$μ$ m级厚度和优异柔性的有机发光二极管（OLED）已被证明，但由于缺乏合适的封装屏障，在空气和潮湿环境中显示出不足的稳定性。在这里，我们展示了一种有效和稳定的OLED，其总厚度为$\approx$ 12 $μ$ m，可以完全浸入水或细胞营养培养基中数周而不会发生实质性降解。该器件的有源层嵌入在通过低温化学气相工艺沉积的聚对二甲苯-C和金属氧化物的交替层形成的保形阻挡层之间。这些屏障还赋予OLED对反复弯曲和大量后处理的稳定性，例如通过反应性气体等离子体、有机溶剂和光刻。这种前所未有的鲁棒性为OLED开辟了广泛的新可能性。
2020-07-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Controlling the dopant profile for SRH suppression at low current densities in $λ\approx$ 1330nm GaInAsP light-emitting diodes
双异质结发光二极管（LED）的量子效率可以通过调整掺杂剂的空间分布来抑制Shockley-Read-Hall（SRH）复合而在低电流密度下显著提高。为了证明这种效果，我们模型，设计，生长，制造和测试的GaInAsP LED（$λ\approx$ 1330 nm）与非常规的掺杂剂分布。与我们的对照设计（其为常规的$n^+$ - $n$ - $p^+$双异质结LED）相比，新设计的$n$ - $p^+$异质结构附近的掺杂剂分布以抑制J 02空间电荷复合电流的方式置换内置电场。该设计原理可推广到其他材料系统，并可适用于在实际功率密度下观察和利用电致发光制冷的努力。
2020-01-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Photochemical Upconversion Light Emitting Diode (LED): Theory of Triplet Annihilation Enhanced by a Cavity
人工照明是一种广泛使用的技术，它消耗大量的能量。三重态-三重态湮灭光化学上转换是一种将光转换为更高频率的方法。在这里，我们从理论上证明了光化学上转换可以应用于瓦级照明，其性能接近50%的量子产率上限。我们描述了一个高效的设备组成的LED，上转换材料，和光学腔从光学和热的角度来看的动态平衡。
2020-08-25 cond-mat.other physics.app-ph physics.optics
Terahertz Strong-Field Physics in Light-Emitting Diodes for Terahertz Detection and Imaging
强太赫兹（THz）电磁场通过对基元激发和集体激发的非微扰驱动，揭示了许多材料中的各种极端非线性光学效应。然而，这种非线性光响应尚未在发光二极管（LED）中发现，更不用说将它们用作快速，成本效益，紧凑和室温操作的THz探测器和相机。在这里，我们报告无处不在的LED表现出巨大的和快速的光伏信号具有优异的信噪比时，被太赫兹场强度>50 kV/cm的照明。我们还成功展示了THz-LED探测器和相机原型。这些非正统的THz探测器表现出高响应率（>1 kV/W），响应时间比热释电探测器短四个数量级。探测机制是太赫兹场诱导的非线性碰撞电离和肖特基接触。这些发现不仅有助于加深我们对强太赫兹场与物质相互作用的理解，而且对强太赫兹场诊断的应用也有很大的贡献。
2020-07-28 physics.ins-det physics.optics
Sub-micron spin-based magnetic field imaging with an organic light emitting diode
磁场的量子传感和成像由于其潜在的高灵敏度和空间分辨率而吸引了广泛的兴趣。用于量子传感的普通系统需要光学激发（例如，金刚石中的氮空位中心，原子蒸气磁力计），或低温（例如，SQUID，超导量子位），这对芯片级集成和商业可扩展性提出了挑战。在这里，我们展示了一个集成的有机发光二极管（OLED）为基础的量子传感器的磁场成像，采用空间分辨磁共振提供一个强大的映射磁场。通过将单片OLED视为单个虚拟传感器的阵列，我们实现了具有~160 $μ$ T Hz $^{-1/2}$ um $^{-2}$的场灵敏度的亚微米磁场映射。我们的工作展示了一个芯片级的基于OLED的激光自由磁场传感器和一种方法，磁场映射建立在一个商业相关的和可制造的技术。
2022-07-06 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Significant Light Extraction and Power Efficiency Enhancement of Organic Light Emitting Diodes by Subwavelength Dielectric-Nanomesh Using Large-area Nanoimprint
为了提高发光二极管（OLED）的功率效率，我们开发了一种新的OLED结构，称为介电纳米网OLED（DNM-OLED），通过大面积纳米压印光刻（NIL）制备。介电纳米网基板与亚波长纳米网光栅图案到玻璃中释放的光子被困在ITO和有机层的导模到泄漏模式。介电纳米网基板将整个OLED层修改为波纹状配置，这进一步降低了寄生电阻，从而降低了工作电压。对于我们演示的红色磷光OLED，使用DNM-OLED结构，光提取效率提高了1.33倍，工作电压降低了46%，共同作用，导致功率效率提高了1.8倍。除了红色OLED之外，DNM-OLED结构还被示出能够用于绿色和蓝色OLED，并且在没有进一步结构修改的情况下实现了增强的光提取效率（对于绿光为1.31倍，对于蓝光为1.45倍），这证明了DNM-OLED的光提取增强是宽带的。
2023-01-31 physics.app-ph physics.optics
Design of P-Type Cladding Layers for Tunnel-Injected UVA Light Emitting Diodes
我们讨论了工程的p-AlGaN覆层实现高效的隧道注入三族氮化物紫外发光二极管（UV LED）在UV-A光谱范围。我们表明，电容-电压测量可以用来估计位于多量子阱区域和隧道结层之间的p-AlGaN层中的补偿和掺杂。通过增加p型掺杂浓度来克服背景补偿，隧道注入紫外发光二极管的片上外量子效率和壁插效率分别达到3.37%和1.62%。我们还表明，带间隧穿空穴注入可以用来实现紫外发光二极管没有任何受体掺杂。本文的工作为AlGaN基紫外发光二极管的空穴掺杂和输运提供了新的认识，并展示了隧道注入发光二极管在UV-A波长范围内的优异性能。
2016-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Light-emitting diode excitation for upconversion microscopy: a quantitative assessment
镧系元素上转换纳米粒子（UCNPs）通常需要高功率激光激发。在这里，我们报告宽场上转换显微镜在单纳米粒子的灵敏度使用非相干激发的970 nm的发光二极管（LED）。我们表明，由于其广泛的发射光谱，LED激发是约3倍，有效的UCNP和产生高背景相比，激光照明。为了应对这一点，我们使用时间选通发光检测，以消除残留的背景从LED源，使个别UCNPs与高敏化剂（Yb 3+）掺杂和惰性壳保护成为明确确定在1.18 W cm-2的LED激发下，确认相关的电子显微镜图像。亲水性UCNP通过多糖包被经由简易配体交换方案获得，以证明使用LED激发的细胞摄取成像。这些结果表明，一个可行的方法来绕过与高功率激光器的限制时，应用UCNPs和上转换显微镜的生命科学研究。
2020-06-29 physics.app-ph physics.bio-ph physics.optics
Luminescence and Squeezing of a Superconducting Light Emitting Diode
我们研究了半导体$p$ - $n$结与超导引线接触，在正向偏压下作为发光二极管工作。超导电性的存在导致在特定频率窗口内电致发光的显著增加。我们证明了库珀对的隧穿在共振态上诱导了一个额外的发光峰。存在超导到光子相干的转移，这导致纠缠光子对的发射和发射光的正交振幅中的波动的压缩。通过改变超导体中序参量的相对相位，可以电学地控制压缩角。最后，我们推导出了系统中产生激光的条件，并表明由于超导性，激光阈值降低。这表明超导体的宏观相干性如何被用来控制光的性质。
2015-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.optics
Spin-valley-locked Electroluminescence for High-Performance Circularly-Polarized Organic Light-Emitting Diodes
本研究提出基于光子自旋-轨道耦合的无手性发射体自旋-谷锁定CP-OLEDs，实现了窄带、高亮度、高不对称因子的优异性能，为相关实际应用开辟新途径。
2024-07-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Localized surface plasmon enhanced InGaN-based light-emitting diodes with polygonal Au/Al nanoparticles
局域表面等离子体激元（LSP）在提高发光二极管（LED）的发光效率方面发挥了重要作用。在这篇报道中，我们利用Ni纳米多孔膜作为刻蚀掩模，在InGaN基LED的p-GaN层中制备了多边形纳米孔，然后将Au/Al金属纳米颗粒嵌入到纳米孔中，形成LSP结构。已经清楚地观察到LSP和LED之间的耦合。结果表明，在较高的电流注入条件下，LED的光输出增加了46%，并且增益峰值位置向LSP峰值共振能量移动。当耦合距离从60 nm减小到30 nm时，最大增强因子增加到2.38。上述结果表明，多边形金属纳米颗粒的LSP是一种非常有前途的结构，以提高InGaN基LED的发光性能。
2021-04-02 physics.app-ph physics.optics
Design and characteristic study of electron blocking layer free AlInN nanowire deep ultraviolet light-emitting diodes
我们报告的第一个电子阻挡层（EBL）自由AlInN纳米线发光二极管（LED）工作在深紫外（DUV）波长区域（分-250 nm）的说明。我们使用APPENDIX软件对结果进行了系统的分析，并与模拟的AlGaN纳米线深紫外LED进行了比较。从模拟结果，显着的效率下降观察AlGaN基器件，归因于显着的电子泄漏。然而，与在类似发射波长下的AlGaN纳米线DUV LED相比，所提出的基于单量子阱（SQW）AlInN的光发射器提供更高的内部量子效率，而不会在高达1500 A/cm 2的电流密度下下降，并且提供高输出光功率。此外，我们发现，在238 nm波长处的横向磁偏振发射比横向电偏振发射强约5个数量级。进一步的研究表明，由于有源区中载流子分布的不均匀性，有源区中存在多个量子阱时，AlInN深紫外纳米线LED的性能下降。该研究为设计新型高性能AlInN纳米线深紫外LED提供了重要的见解，通过取代目前使用的AlGaN半导体。
2019-07-15 physics.app-ph physics.optics
Synergistical Electroluminescent Manipulation for Efficient Blue Perovskite Light-Emitting Diodes Through Interfacial Nucleation Seeding
具有蓝光发射的金属卤化物钙钛矿发光二极管（PeLED）的低效率阻碍了其在大面积全色显示和固态照明方面的潜在应用。对整个电致发光过程的精细控制对于克服蓝色PeLED的效率限制是必不可少的。在这里，我们展示了一种高效的器件架构，以协同减少电子-光子转换过程中的能量损失，并提高器件中捕获光的提取。提出了一种界面成核引晶方案来控制高发射钙钛矿纳米晶体的结晶过程，并抑制由于界面氢键相互作用引起的陷阱介导的非辐射复合损失。这种操作导致在486 nm处发射的蓝色PeLED的12.8%的创纪录的外部量子效率（EQE），以及改进的光谱稳定性和操作寿命。此外，在组合内部外耦合结构而没有光谱失真后，最大EQE达到16.8%，当在器件顶部使用基于透镜的结构时，EQE可以进一步提高到27.5%。我们期望我们的工作提供了一个有效的方法，其在高性能PeLED的应用。
2020-12-06 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Characterisation of a deep-ultraviolet light-emitting diode emission pattern via fluorescence
LED技术的最新进展允许开发高亮度深紫外LED，其在水净化、气体传感和作为荧光显微镜中的激发源中具有潜在应用。LED的发射模式是发射强度的角分布，并且可以使用相机进行数学建模或测量，尽管难以获得通用模型，并且大多数CMOS和CCD相机在深UV中具有低灵敏度。我们报告了一种基于荧光的方法来确定深紫外LED的发射模式，通过荧光将280 nm的辐射转换为可见光，从而可以通过标准CMOS相机检测到。我们发现，LED的发射模式与通常在平面LED封装中获得的朗伯趋势一致，精确度为99.6 $\%$。我们还展示了该技术区分LED封装类型的能力。
2019-11-26 physics.ins-det physics.optics
