BAlN for III-nitride UV light emitting diodes: undoped electron blocking layer
研究了用未掺杂的BAlN电子阻挡层（EBL）代替传统的AlGaN EBL用于发光二极管（LED）中。不同掺杂的EBL对LED的输出特性的影响的数值研究表明，LED的性能表现出严重的依赖于p掺杂水平的情况下的AlGaN EBL，而它表现出较少的依赖于p掺杂水平的BAlN EBL。因此，我们提出了一种用于LED的未掺杂BAlN EBL，以避免p掺杂问题，这是AlGaN EBL的主要技术挑战。在没有掺杂的情况下，与具有高掺杂的AlGaN EBL相比，所提出的BAlN EBL结构在阻挡电子和改善空穴注入方面仍然具有优异的能力。该研究为解决紫外发光二极管结构设计中的电子泄漏和空穴注入不足问题提供了一条可行的途径。
2020-05-02 physics.app-ph
Solution Processability and Thermally Activated Delayed Fluorescence: Two Steps towards Low-Cost Organic Light Emitting Diodes
有机发光二极管（OLED）作为下一代电子照明技术的领先竞争者在科学文献中受到了广泛关注。然而，虽然研究继续推动OLED性能和效率的极限，但对可加工性和大规模生产的适用性的关注很少。在这方面，OLED中的溶液可加工性（SP）和热激活延迟荧光（TADF）是两个最近的发现，其显著提高了低成本加工的能力，而不损害其性能效率。本荟萃分析的重点是这些发现及其在OLED中的应用。最近的同行评议的研究，采用SP和TADF的OLED进行审查，以突出物理基础，并发现协同效应时，将这两个因素纳入一个单一的OLED器件。此外，一些其他最近的趋势，针对有效的制造OLED的确定，并为感兴趣的研究人员的逻辑未来的方向进行了讨论。
2019-08-01 physics.app-ph
Full characterization of electronic transport properties in working polymer light-emitting diodes via impedance spectroscopy
利用阻抗谱（IS）同时测定了有机半导体层的电子和空穴漂移迁移率、局域尾态分布以及聚合物发光二极管（PLED）中的双分子复合常数。这些PLED的有机发光层由聚（9，9-二辛基芴-alt-苯并噻二唑）（F8 BT）组成。电子和空穴渡越时间的影响，观察到的PLED的电容-频率特性和它们的漂移迁移率在宽的温度和电场范围内确定。的漂移迁移率表现出热激活的行为和本地化的尾态分布从导带和价带迁移率的边缘，然后从分析的激活能的电场依赖性确定。双分子复合常数由阻抗-频率特性的感应响应确定。IS技术也适用于降解分析的PLED的迁移率平衡，本地化的尾态分布，和老化引起的双分子复合常数的变化都显示。
2019-03-25 physics.app-ph
Zinc Sulphide Overlayer Two-Dimensional Photonic Crystal for Enhanced Extraction of Light from a Micro Cavity Light-Emitting Diode
在一维（1D）III族氮化物微腔发光二极管（LED）的表面上沉积二维（2D）ZnS光子晶体，以混合两种结构（1D+2D）的光提取特征。λ/2的理想微腔光学厚度的沉积对于III族氮化物LED是不切实际的，并且在实际的多模器件中，大部分光作为引导光由于内部折射而损失。因此，LED表面上的2D光子晶体用于折射，并因此将该引导的光重定向出半导体超过几百微米。此外，采用后外延ZnS 2D光子晶体避免了典型的蚀刻到GAN：Mg接触层中，这是一种可能对近表面造成损坏的过程。
2020-09-02 physics.app-ph
Near-Infrared Lead Chalcogenide Quantum Dots: Synthesis and Applications in Light Emitting Diodes
综述了近红外硫族铅（PbX; PbX=PbS，PbSe，PbTe）量子点的合成及其在近红外量子点发光二极管（NIR-QLED）中的应用研究进展。综述了高效率PbX量子点的合成策略和高性能PbX基近红外量子点发光二极管的实现方法。
2019-10-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Parameter Optimization of Light Outcoupling Structures for High-Efficiency Organic Light-Emitting Diodes
有机发光二极管（OLED）已成功进入显示器市场，并继续对许多其他应用具有吸引力。由于最先进的OLED可以达到几乎100%的内部量子效率（IQE），光输出耦合仍然是有待扭转的主要螺丝之一。没有发现更好的外耦合结构的事实强调了需要进一步的研究来了解它们的前景。在本文中，我们使用二维二氧化钛（2D TiO $_2$）块阵列作为一个内部光耦合结构的模型，并研究其几何参数的影响，实现最高的外量子效率（EQE）的OLED。多变量问题的散点图，这使我们能够提出一个最佳的周期范围和块的宽度与距离比的视觉援助进行评估。最高EQE达到45.2%，内部和外部结构。这项工作有助于在未来的理想的光输出耦合结构的高度期望的预测。
2020-07-17 physics.app-ph
Over 800% Efficiency Enhancement of Solution-Processed All-Inorganic Quantum-Dot Light Emitting Diodes with an Ultrathin Alumina Passivating Layer
在量子点发光二极管（QLED）中总是期望使用坚固的无机电荷传输材料，因为期望它们允许比有机对应物更高的稳定性和更低的成本。在这里，我们报告了一个全无机QLED具有优异的效率，通过修改的解决方案处理的NiO（s-NiO）表面的Al 2 O3钝化层。由羟基氧化镍（NiOOH）诱导的局部电场估计在离s-NiO层表面6 nm的距离处为~ 70 MV/cm。瞬态分辨光致发光（TRPL）和X射线光电子能谱学（XPS）测试表明，Al 2 O3钝化层能有效钝化s-NiO表面的NiOOH，从而抑制激子猝灭.结果，QLED的电流效率（外量子效率，EQE）实现了超过800%的效率提高，高达34.1cd/A（8.1%）。据我们所知，这是迄今为止性能最好的全无机QLED。
2018-04-07 physics.app-ph
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
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
On the effect of surface recombination in thin film solar cells, light emitting diodes and photodetectors
薄膜二极管中的辐射和非辐射载流子复合在确定由下一代半导体（例如有机物、钙钛矿和纳米晶体）制成的电子器件的效率方面起着关键作用。在这项工作中，我们表明，降低体复合并不一定会导致电子器件的性能指标增强。从载流子提取和注入的角度来看，如果接触选择性不好，则太阳电池的开路电压、光电探测器的噪声电流和注入激光器的激射阈值等辐射极限都不能得到改善。采用数值漂移扩散模型研究了基于低迁移率半导体的双极薄二极管器件中接触区少子体复合和表面复合的相互作用。表面复合变得突出的情况下，减少体复合强度时，非选择性接触，即。e.采用金属或具有不完美的电荷选择性夹层的接触。最后，我们推导出分析近似的情况下，扩散限制的表面复合的少数载流子在欧姆接触占主导地位的暗电流。这些结果表明，在具有抑制体复合的系统中，具有完美的选择性接触变得至关重要-这对于由下一代半导体制成的未来最先进的薄膜太阳能电池、发光器件和光电探测器是一个具有挑战性的要求。
2019-05-17 physics.app-ph
Plasmonically-Enhanced Emission from an Inverted GaN Light Emitting Diode
银纳米粒子分散在一个倒置的GAN LED的表面上被发现等离子体增强近带边发射。共振表面等离子体激元耦合导致激子衰减速率的显著增强，并且纳米颗粒的集合提供了一种将耦合能量散射为自由空间辐射的机制。倒置LED结构采用隧道结以避免标准厚p+ GAN电流扩展接触层。与标准设计相比，顶部接触是一个薄的n++ AlGaN层，它将量子阱带入银纳米颗粒的边缘场。这种接近允许在量子阱内诱导的激子耦合到表面等离子体，这又导致来自LED的增强的带边发射。
2020-09-02 physics.app-ph
Bright single photon sources in lateral silicon carbide light emitting diodes
单光子发射器件已被确定为量子信息和量子通信中应用的重要构件。它们允许通过所谓的飞行量子比特（flying qubit）的光子在长距离上存储和收集量子信息。此外，碳化硅等衬底为电子器件提供了优良的材料平台。在这项工作中，我们结合这两个功能，并表明可以驱动单光子发射器内的碳化硅p-i-n二极管。为了实现这一点，我们专门设计了一个横向二极管。在可见光和近红外波段，我们发现了许多新的色心发射非经典光。一种类型的发射器可以被电激发，这表明碳化硅可以作为电可控单光子源的理想平台。
2020-07-03 physics.app-ph quant-ph
Origin of Operating Voltage Increase in InGaN-based Light-emitting Diodes under High Injection: Phase Space Filling Effect on Forward Voltage Characteristics
作为一种尝试，以进一步阐明在InGaN基发光二极管（LED）的工作电压的增加，辐射和非辐射电流分量分别结合肖克利二极管方程进行了分析。分析表明，高注入时的相空间填充效应是引起工作电压升高的原因。我们还表明，经典的肖克莱二极管方程是不足以全面解释的I-V曲线的LED器件，因为传输和复合特性的各个电流分量是基本上不同的。因此，我们提出了一个修改后的肖克利方程适用于现代LED器件。我们的分析提供了一个新的见解的原因，壁插效率下降的影响因素，如效率下降和InGaN LED的高工作电压。
2017-05-16 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Optimization of quantum well number of AlGaN/AlGaN deep-ultraviolet light-emitting diodes
本论文以数值模拟的方式研究不同量子井数的AlGaN/AlGaN深紫外发光二极体的发光特性。从我们的模拟，1-QW结构给出了最好的性能在低注入电流。然而，在较高的注入电流，2-QWs结构给出了最大的功率输出，由于其较高的总辐射复合率和内部量子效率（IQE）相比，其他结构。2-QW结构在高电流下也具有比1-QW更小的严重效率下降，这使其成为高功率LED的最佳结构。
2018-12-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
Analysis of Carrier Accumulation in Active Region by Energy Loss Mechanisms in InGaN Light-Emitting Diodes
载流子的复合和输运过程是影响InGaN/GAN多量子阱发光二极管（LED）效率下降和正向电压等光电性能的关键因素。在这项工作中，我们调查的主要载流子输运和复合过程的内部和外部的MQW区域作为注入电流的函数从一个新的角度来看，通过单独检查载流子的能量损失。测量结果的分析表明，载流子积累和随后的溢出从MQW有源区的包层是最可能的机制，解释效率和正向电压随注入电流的变化。
2017-05-16 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
On the efficiency roll-off in Perovskite Light Emitting Diodes
本研究构建了自洽纳入多物理过程正反馈机制的综合模型，揭示钙钛矿发光二极管效率滚降的成因，模型与实验吻合良好，为器件优化等方向提供支撑。
2025-07-30 cond-mat.mtrl-sci physics.app-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
First-principles computation of boron-nitride-based ultrathin UV-C light emitting diodes
短波长紫外线（UV-C）可以使任何细菌的DNA失活，包括多重耐药细菌和病毒，如COVID-19。基于二维（2D）材料的UV-C发光二极管可以潜在地集成到任意表面中以允许无阴影的表面消毒。在这项工作中，我们进行了一系列的第一性原理计算，以确定基于六方氮化硼（hBN）的发光二极管的核心组件。电子和空穴被预测限制在多量子阱（MQW）通过结合hBN层与不同的堆叠顺序。各种p-和n-掺杂的候选人hBN进行评估，并确定了相对的p-和n-型金属接触与低肖特基势垒高度。研究结果总结在一个具体的UV-C LED结构的建议。
2020-10-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
High-Efficiency Light-Emitting Diodes based on Formamidinium lead bromide nanocrystals and solution processed transport layers
采用ZnO纳米粒子电子传输层和共轭聚合物空穴传输层的结构制备了发光二极管。所得到的LED表现出最大的外量子效率为6.04%，亮度为12998 Cd/m2和稳定的电致发光在519 nm。重要的是，通过采用溶液处理的传输层、在室温和空气中合成的甲脒溴化铅纳米晶体（CH（NH 2）2 PbBr 3 NC）（不使用Schlenk线）以及基于原子层沉积以使NC膜不溶解的程序，已经实现了这样的高效率和亮度。所获得的纳米碳显示出90%的光致发光量子产率，其在薄膜制造时被保留。结果表明，在超高真空下蒸镀的钙钛矿型NC LED不需要使用传输层就可以实现高性能。
2019-01-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
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
Spectroscopic Signature of Local Alloy Fluctuations in InGaN/GaN Multi-Quantum-Disk Light Emitting Diode Heterostructures and Its Impact on the Optical Performance
Department of Physics, Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校物理系）
本研究通过温度依赖发光峰位分析，发现PAMBE生长的InGaN/GaN多量子盘LED中，高In通量样品无S形特征，表明合金更均匀且光学性能更优。
2024-11-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Blue (In,Ga)N Light-Emitting Diodes with Buried n+-p+ Tunnel Junctions by Plasma-Assisted Molecular Beam Epitaxy
采用等离子体辅助分子束外延技术，在单晶Ga极性n+-GAN衬底上生长了由n+-p+ GAN隧道结、（In，Ga）N多量子阱和n+-GAN顶层组成的蓝光发光二极管（LED）。在p+-GAN上过度生长的（In，Ga）N MQW有源区在很宽的组合物范围内显示出化学突变和尖锐的界面，并被认为具有高的结构和光学性能，如X射线衍射和空间分辨阴极发光测量所证实的。经处理的LED显示出清晰的整流行为，具有低接触和掩埋隧道结电阻率。凭借具有低电阻的顶部n+-GAN层，在该器件结构中在低电流下观察到LED中的优异电流扩展。一些新的设备的可能性基于这种独特的设计进行了讨论。
2018-12-19 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
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
Highly Efficient Blue Host-Free and Host-Guest Organic Light-Emitting Diodes Based on Carbene-Metal-Amides
基于CF $_3$ -取代的咔唑配体的卡宾-金属-酰胺型光发射体显示出从电荷转移激发态的天蓝色到深蓝色的光致发光。它们适合于通过热气相沉积技术并入有机发光二极管（OLED）中，或者嵌入在高三重态能量主体内，或者无主体使用。我们报道了具有从黄色到蓝色范围的发射的高效OLED（国际照明委员会（CIE）坐标从[0.35，0.53]到[0.17，0.17]）。后者在极性主体中显示出20.9 $\%$的峰值电致发光外量子效率（EQE）。我们观察到，CT和$^{3}$ LE态的相对能量影响卡宾金属酰胺材料的深蓝色发光性能。我们报告原型主机无蓝色器件的峰值外量子效率为17.3 $\%$，保持高性能的亮度水平为100 cd m $^{-2}$。
2019-08-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Long-Lived Spin-Polarized Intermolecular Exciplex States in Thermally Activated Delayed Fluorescence-Based Organic Light-Emitting Diodes
基于热激活延迟荧光（TADF）的有机发光二极管（OLED）中的自旋-自旋相互作用是关键的，因为辐射复合在很大程度上由三线态到单线态转换（也称为反向系间交叉（RISC））决定。为了探索潜在的过程，我们采用自旋共振光谱烧孔技术来探测电致发光。我们发现，在OLED的三重态激基复合物的状态是高度自旋极化，并表明这些状态可以从异质核环境中去耦作为一个源的自旋退相，甚至可以相干操纵的自旋-自旋弛豫时间尺度T2* 的30 ns。最重要的是，我们得到的特征三重态激基复合物的自旋-晶格弛豫时间T1在50 μ s的范围内，这远远超过RISC的时间。我们得出结论，慢自旋弛豫，而不是RISC是一个效率限制步骤的分子间供体：受体系统。寻找具有更快自旋弛豫的TADF发射体将有利于这种类型的TADF OLED。
2021-11-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
A Comprehensive Model of the Degradation of Organic Light-Emitting Diodes and Application for Efficient Stable Blue Phosphorescent Devices with Reduced Influence of Polarons
我们提出了一个综合的模型来分析，定量和预测有机发光二极管（OLED）的退化过程，考虑到所有可能的退化机制，即，极化子，激子，激子-极化子相互作用，激子-激子相互作用，以及新提出的杂质效应。在降解过程中的效率损失作为淬灭剂密度的函数，密度和生成机制，其中提取使用的电压上升模型。将该模型应用于稳定的蓝色磷光OLED（PhOLED），结果表明该模型能很好地描述电压升高和外量子效率（EQE）损失，发光层（EML）中的猝灭剂主要由掺杂极化子产生.通过质谱法确认了淬灭剂的形成。通过控制发射极掺杂比降低了EML中每个掺杂剂分子的极化子密度，导致在初始亮度为500 cd/m2时的最高报告LT 50为431小时，CIEy<0.25，高外量子效率（EQE）> 18%。
2019-12-11 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
Unraveling the role of excitons in the near ideal performance of perovskite light emitting diodes
针对钙钛矿LED光致发光瞬态拟合参数难解释的问题，提出基于自由载流子-激子动力学的参数反提取方案，量化了激子作用，为物理机制探究和器件优化提供了实验设计思路。
2024-10-30 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
Numerical analysis and optimization of a hybrid layer structure for triplet-triplet fusion mechanism in organic light-emitting diodes
本文开发了耦合单重态与三重态激子的稳态和含时扩散模型，用于解释超TTF-OLEDs机制，并通过优化混合层结构使内量子效率从29%提升至40%。
2023-05-31 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
Comparative Analysis of Current Component in InGaN-based Blue and AlGaInP-based Red Light-emitting Diode
本文旨在了解AlGaInP和InGaN LED器件的IQE和I-V曲线的表观特性。在分析中，我们利用IQE的信息将电流分为辐射电流和非辐射电流两部分。利用理想因子、S参数和适用于LED器件的修正肖克利二极管方程对各电流分量进行了细致的分析。通过分析发现，两种样品的各电流分量的特性基本相似，但辐射电流引起的电位降的物理来源和双注入电流引起的非辐射电流的量不同。与AlGaInP LED相比，InGaN LED具有更高程度的由有源区中的低复合率引发的电子溢出，从而导致效率下降和更高的工作电压。为了补救这一点，辐射复合率和/或有效体积应该进一步增加。
2017-05-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-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
Bottom Contact Metal Oxide Interface Modification Improving the Efficiency of Organic Light Emitting Diodes
溶液处理的有机发光二极管（OLED）的性能通常受到非均匀接触的限制。在这项工作中，我们引入含镍的溶液处理的金属氧化物（MO）的界面层插入铟锡氧化物（ITO）和聚（3，4-乙撑二氧噻吩）：聚（苯乙烯磺酸盐）（PEDOT：PSS），以改善底部电极接触的有机发光二极管使用聚（对苯乙炔）（PPV）衍生物超级黄色（SY）作为发光层。对于ITO/含Ni的MO/PEDOT：PSS底部电极结构，我们显示出增强的润湿性能，从而提高OLED器件的效率。使用Cu-Li共掺杂的尖晶石镍钴酸盐[（Cu-Li）：NiCo 2 O 4]实现了最佳性能，其中SY OLED的电流效率和发光效率分别比ITO和PEDOT：PSS之间没有含Ni的MO界面改性的标准器件获得的值增加了12%和11%。结果表明，优化后的ITO/（Cu-Li）：NiCo 2 O 4/PEDOT：PSS电极的空穴注入能力明显提高，而PEDOT：PSS电极的空穴注入能力明显增强。
2020-11-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
Engineering of selective carrier injection in patterned arrays of single-quantum-dot entangled photon light-emitting diodes
开发量子技术的可扩展性和铸造兼容性（例如在传统的基于硅的集成计算机处理器中）是当前研究面临的特殊挑战。在这里，我们介绍了一种量子光子技术，有可能实现大规模制造的电驱动源的偏振纠缠光子，具有潜在的编码量子信息的基于光子晶体的，现场控制的，可扩展的阵列。源的设计是基于沿着晶体学方向（111）B在微米尺寸的金字塔形凹槽中生长的量子点，理论上确保量子点的高度对称性-实际明亮纠缠光子发射的条件。在这些非平面结构中的选择性电注入方案允许获得高密度的发光二极管，其中一些产生纠缠光子对也违反贝尔不等式。与半导体制造技术的兼容性、良好的再现性和位置控制使得这些器件成为用于量子信息处理的集成光子电路的有吸引力的候选者。
2017-07-19 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
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
Black phosphorus van der Waals heterostructures light emitting diodes for mid-infrared silicon photonics
基于III-V/II-VI材料的发光二极管（LED）在中红外（中IR）区域具有令人信服的性能，从而实现了广泛的应用，包括环境监测、国防和医疗诊断。正在继续努力通过在硅光子芯片上异质集成中红外发射器来实现片上传感器。但这种方法的采用受到与异质集成过程相关的高成本和界面张力的限制。在这里，黑磷（BP）为基础的范德华（vdW）异质结构被开发为室温LED。演示的设备可以发射线性偏振光，其光谱覆盖了技术上重要的中红外大气窗口（3-4 μ m）。此外，BP LED具有快速的调制速度和出色的稳定性，其峰值非本征量子效率（QE~0.9%）与III-V/II-VI中红外LED相当。通过利用VDW异质结构的可集成性，我们进一步展示了硅光子波导集成BP LED。报道的混合平台为中红外硅光子学带来了巨大的希望。
2020-03-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Origin of the injection-dependent emission blueshift and linewidth broadening of III-nitride light-emitting diodes
本研究通过第一性原理多尺度建模，揭示了III族氮化物LED依赖注入的发射蓝移与线宽展宽的起源，阐明了载流子动力学与光谱特性的关联，并提出了优化设计方向以改善色纯度。
2022-11-15 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Electroluminescence and current-voltage measurements of single (In,Ga)N/GaN nanowire light-emitting diodes in the nanowire ensemble
我们提出的电致发光（EL）以及电流-电压（I-V）行为的单一的，独立的（In，Ga）N/GAN纳米线（NW）发光二极管（LED）在一个未经处理的，自组装的合奏分子束外延生长的组合分析。在配备有显微操作器和发光检测系统的扫描电子显微镜中获得数据。单NW光谱由来自不同量子阱的发射线组成，并且光谱的宽度随着峰值发射能量的降低而增加。相应的I-V特性可以用修正的Shockley方程很好地描述。这种测量方法的主要优点是可以将单个NW LED的EL强度与该NW中的实际电流密度相关联。通过这种方式，可以研究作为单个NW LED中电流的函数的外部量子效率（EQE）。单个NW和集成器件的EQE特性的比较允许相当准确地确定工作集成LED中的发射NW的实际数量及其各个NW中的相应电流密度。该信息对于NW集合装置的有意义和全面的表征是决定性的，使得这里采用的测量方法成为非常强大的分析工具。
2019-08-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Carrier confinement and alloy disorder exacerbate Auger-Meitner recombination in AlGaN ultraviolet light-emitting diodes
本研究针对AlGaN紫外LED的效率骤降问题，通过第一性原理计算揭示合金无序、极化场载流子限制加剧Auger-Meitner复合的机制，提出抑制极化场、增加阱宽的缓解方案。
2024-03-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Shelf-stable quantum-dot light-emitting diodes with high operational performance
量子点发光二极管（QLED）有望成为高性能且具有成本效益的电致发光器件。然而，QLED的货架稳定性，实际应用中必须的，目前被忽视了。在这里，我们揭示了最先进的QLED表现出异常的货架老化行为，即，业绩改善（正老化），随后业绩恶化（负老化）。机理研究表明，在封装丙烯酸树脂中的有机酸诱导原位反应，这同时提高电导率和减少界面激子淬灭在正老化阶段。原位反应的进展导致负老化。受这些发现的启发，我们设计了一种电子传输双层结构，它既提高了电导率，又抑制了界面激子猝灭。这种设计能够实现具有高操作性能的货架稳定的QLED，即，储存180天后，外量子效率（>20.0%）和超长工作寿命（T95：1，000 cd m-2时5，500小时）的变化可忽略不计。我们的工作为QLED的商业化铺平了道路。
2020-10-10 physics.app-ph physics.chem-ph physics.optics
