有机光电材料与器件.

＋4
＋4 空穴
＋4
EVL: 真空能级
EF: 费米能级 EC: 导带 EV: 价带 Eg: 禁带宽度 bandgap Ws:功函 work function :电子亲和能，真空的自由电 子能级与导带底能级之间的能 量差 I: 电子电离势，电子从半导体 价带逸出所需的最小能量
12
自由电子 ＋4 ＋5 ＋4 磷原子 ＋4 ＋4 ＋4
光电器件和光电产业-典型实例2
半导体激光器与光存储
半导体激光器的成功开发，使CD-ROM、 VCD和DVD为代表的数字光盘成为当今多媒体信 息时代不可缺少的存储技术之一，已广泛应用于 计算机存储、数字家电、广播电视、车载导航和 电子出版等领域。
光电材料与器件基础
能带理论解释固体的导电本质：满带不导电，不满 带才导电
p
n
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光电材料与器件基础
金属-半导体接触（肖特基结）
金属 n型半导体
肖特基结 欧姆接触
n型
M > S M < S 肖特基结 欧姆接触
p型
欧姆接触 肖特基结
15
目
1. 绪论
录
2. 有机光电材料与器件
3. 研究团队与研究进展
4. 总结
塑
聚乙烯
料
电子学
硅 锗 砷化镓 氮化镓 磷化铟 碲化镉
聚氯乙烯 聚丙烯
聚苯乙烯
酚醛树脂 环氧树脂
有机玻璃
……
？
塑料电子学
……
绝缘体
半导体
2000 年诺贝尔化学奖
纤维、橡胶、塑料 导电高分子
2000 Nobel Prize in chemistry
艾伦-J-黑格 Alan J. Heeger
艾伦-G-马克迪尔米德 白川英树 Alan G. MacDiarmid Hideki Shirakawa
光电材料与器件基础
本征半导体
本征半导体是指纯净的半导体。 本征载流子浓度
半导体 Ec
Ev
禁带宽度Eg=Ec-Ev，其中Ec和Ev分别 为导带(conduction band)底和价带 (valance band)顶对应的能量
11
光电材料与器件基础
杂质半导体
1．n型半导体
＋4
2．p型半导体
＋4
＋4
"for the discovery and development of conductive polymers“
典型导电高分子材料
聚乙炔 聚吡咯 聚噻酚 106
金属
102
金、银、铜 反式聚乙炔 掺 聚噻酚 杂 顺式聚乙炔 聚吡咯
聚苯硫醚
半导体
10－2
聚苯撑
10－6
绝缘体
聚苯胺
10－10 S / cm
＋4
＋3
＋4
硼原子
＋4
＋4
＋4
EVL Ws EC EF Eg EV
EVL
Ws
Eg
EC
EF EV
光电材料与器件基础
p-n结
p区 n区
p区
空间电荷 区
n区
内电场
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光电材料与器件基础
p-n结的正向导通特性与反向截止特性
J 当p-n结反向连接时， 外电场方向与p-n结中的 电场方向相同，结中电场 增强，势垒升高，少数载 流子在电场作用下移动形 成反向电流。
flexible
large area coverage
rapid, high volume reel-to-reel processing
有机电子学 (Organic Electronics)
有机光电信息技术物理基础； 有机电--光信息转换材料与器件；
有机光--电信息转换材料与器件；
有机光电信息技术应用； 掌握：有机光电材料的基础知识与应用，常用有机光电器件的工作原理。
目
1. 绪论
录
2. 有机光电材料与器件
3. 研究团队与研究进展
4. 总结
基本概念
光电材料：指用于制造各种光电器件（主要包括各种主、 被动光电传感器、光信息处理、信息存储和光通信等器件） 的材料。 光电材料：具有信息产生、传输、转换、检测、存储、 调制、处理和显示等功能。 光电材料：主要包括红外材料、激光材料、光纤材料、 非线性光学材料等。 光电材料不仅是现代信息社会的支柱，也是信息技术革 命的先导。 光电材料的研究是当代科学的前沿，具有多学科交叉的 特点，是一个极富创新和挑战的领域。
光电材料 光电材料 vs 半导体材料
光电材料：光电产业的基础和先导 光电材料主要包括： 半导体光电材料：Si, GaAs, InP, GaN, … 有机半导体光电材料； 无机晶体和石英玻璃；
……
广泛用于光通信网络、光电显示、光电存储、 光电转换和光电探测等领域。
5
光电材料 → 光电器件
光电器件和光电产业-典型实例1
光电显示领域
在光电显示领域，以液晶显示(LCD)为主流 的平面显示器件产品占据主要显示市场，已渗 透到显示器件的每一个领域。
GaN基蓝光发光二极管（LED）的研制成 功和商用器件的面世，为LED产品的全彩显示和 白光照明提供了可能，并在世界范围内掀起了 一场蓝光热。
2015. 06. 27
有机光电材料与器件
张小文，张坚*
桂林电子科技大学材料科学与工程学院， 广西信息材料重点实验室，中国广西桂林 *jianzhang@guet.edu.cn
课程性质与主要内容
本课程是一门专业基础课，主要讲授：有机光电材料的物理特性、 主要有机光电元器件以及相关的应用介绍。
有机光电材料的研究范围和发展动态；
反式聚乙炔 聚噻酚 顺式聚乙炔 聚吡咯
有机光电材料 (Organic Conjugated Materials)
MEH-PPV
CuPc P3HT
Pentacene
PTB7
PTCDI
有机半导体 (材料)
有机光电材料与器件的特点
low temp., solution based technique
Mechanically
光电器件和光电产业
光电器件主要应用领域：
光电显示 光通信 光存储 光电传感系统
由光电材料制成的光电器件和产品正逐渐应用于信息产业的 每一个重要环节，从信息的获取、处理、传输到信息的存储 和显示，信息产业对信息相关产品的高速、大容量、高清晰、 超薄和超轻的不断要求，推动光电产业的持续高速发展，光 电新产品和新技术不断涌现。
少数载流子的抽取或吸出 _ p p' qVD n' q(VD＋V) n
+
p
p' n'
n
_ห้องสมุดไป่ตู้
q(VD-V) qVD
p
n
0
V
非平衡载流子的电注入
+
当p-n结正向连接时，外电 场方向与p-n结中的电场方向相反， 结中电场减弱，势垒降低，扩散 增强，形成正向电流。 p-n结具有单向导电性，在电路中可 以起到整流作用。