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光电子材料与器件研究室

光电子材料与器件研究室
研究室简介
   本研究室特别注重基础与应用研究相结合,在开展扎实的基础研究的同时,积极涉足与国家重大需求以及日常生活密切相关的应用技术开发。现在,研究室以薄膜结构与光电功能之间的关系为研究为主体,同时开展新型光电功能材料的物性研究、如何将多种单一的材料组装成光电功能器件的器件机理研究、如何构筑光电功能器件的器件工艺研究等。其中有机太阳能电池、有机光存储,新型光电探测器、X射线荧光波导屏紫外光发射材料与器件、高增益微通道板、电子轰击EBCMOS微光成像器件的研究是本学术小组近年来的特色研究。
随着光电子器件往更小尺度、更低维方向发展,成为纳米量子光电子结构,呈现出物理内涵十分丰富的新量子现象和效应,可被用来研制具有新功能和新原理的光电子器件。本着创新跨越,持续发展的原则,本实验室在新型光电材料与器件的理论研究与技术攻关等方面开展研究工作
目前的主要研究的方向有:
1.高性能的第三代微光成像器件
2. 电子轰击有源像素传感器
3. 有机太阳能电池及有机薄膜晶体管
4.有机光存储器件
5.X射线荧光波导屏
6.紫外光发射材料与器件
7.高探测率的日盲紫外光电探测器
本实验室拥有一支以年轻人为主的十多人研究队伍,目前现有教授2人,副教授3人,中级职称及技术人员10人,博士、硕士生三十多人,人才梯队完善,人员搭配合理。承担着多项国家“863”、自然科学基金项目等三十多项项目,发表文章50余篇,被SCIEI收录30余篇。实验室装备有分子层沉积、ICP等离子刻蚀等先进的材料生长、器件工艺和测试分析设备,具有非常丰富的光电器件和微光成像器件的研究开发经验和能力,同时保持着与国内外一流大学、研究机构和产业界的密切联系和合作。实验室决心通过发展光电器件和微光成像器件相关的科学技术,为促进长春理工大学成为在国内有影响的新型光电器件、微光成像的科研中心,新型器件和新技术的孵化中心、优秀人才的培养中心而努力。
 我们热忱希望同国内外相关领域的单位和个人进行各种形式的合作与交流。欢迎同学们报考本研究室研究生,欢迎年青的学者应聘博士后或访问学者。


长春理工大学理学院光电材料与器件研究室

实验室研究方向:
高性能的第三代微光成像器件
 
电子轰击有源像素传感器
 
有机太阳能电池及有机薄膜晶体管
 
有机光存储器件
 
X射线荧光波导屏
 
紫外光发射材料与器件
 
高探测率的日盲紫外光电探测器
 
1.高性能的第三代微光成像器件
微光夜视技术是专门研究夜天光照或能见度很低的条件下,光-电子图像信息之间相互转换、增强、处理、显示等物理过程及其实现的方法技术。主要研究微光成像器件、固体成像器件专用光电器件的理论、结构设计、制造工艺、性能评价,光电成像系统及应用技术。先后完成了“空心工艺KW50微通道板”、“实芯工艺SWB50微通道板”、“CS56微通道板研制”、“高灵敏位敏探测器技术研究”、“AT-MCP技术研究”、“微球板电子倍增器的研究”等科研项目。目前正在开展“硅微通道板微加工技术研究”、“体导电玻璃微通道板材料与测试技术研究”等项目。同事对半导体薄膜、介质薄膜、光敏薄膜材料与器件MEMS器件和微结构以及先进微细加工技术等进行研究先后完成了“低温烧结厚膜陶瓷性能研究”、“微通道板非晶态AI2O3电子透射膜研究”、“硅XXXX微加工技术研究”等科研项目。目前正在开展打拿极(dynode)薄膜、多孔硅膜、微泵、光子晶体、波导阵列以及半导体电化学微加工技术等方面研究。
●高电子透过率、高离子阻挡率的微通道板防离子反馈膜制备技术
●微通道板防离子反馈膜反射特性对微光夜视像管性能的影响研究
●微通道板防离子反馈膜透射特性对微光夜视像管性能的影响研究
●先进技术微通道板连续打拿极制备技术
●微通道板打拿极二次电子发射特性研究
●微通道板对微光夜视仪存储寿命影响研究
●高稳定高二次电子发射特性的微通道板关键技术
2.电子轰击有源像素传感器
电子轰击有源像素传感器(EBAPS)解决了传统的CMOS有源像素传感器中的感光面积减小,填充系数小,灵敏度低等不利于极低照度下的图像探测的因素,通过电子倍增的方式极大的提高了器件的灵敏度。实验室主要从事电子轰击有源像素传感器的制备与性能分析及其理论模拟工作。
实验室特色:
●电子轰击有源像素传感器中电子倍增层的制备技术
●电子轰击有源像素传感器性能参数的评价方法研究
●电子倍增层对结构对EBAPS性能影响的理论模拟研究
EBAPS稳定性研究
3.有机太阳能电池及有机薄膜晶体管
有机电子材料及其在信息领域的应用成为一个崭新的科研方向,它融合了化学、材料、物理与电子等学科,并逐渐形成一个新兴的行业-有机电子产业。与此同时一门新兴的交叉学科-机电子学也孕育而生。有机电子学基础理论的研究和有机电子产业的开发是化学研究和前沿交叉学科的一个革命性发展,成为目前国际上备受关注的热点。实验室开展了有机电子学及相关半导体材料器件与机理的研究,有机半导体薄膜的制备及其界面特性的研究;晶体结构和界面对有机晶体管性能影响的研究;光电转化机理及有机太阳能电池的研究并取得了一系列新的研究成果,如有机/聚合物太阳能电池和有机薄膜晶体管等到的研究方面取得了突出进展。
实验室特色:
●聚合物有机太阳能电池薄膜制备及其传输机理研究
●有机小分子太阳能电池性能与薄膜内结晶性关系的研究
●界面修饰及生长条件对薄膜内结晶性的影响研究
●高迁移率有机薄膜晶体管的制备及其机理研究。
●柔性有机太阳能电池的制备与研究
4.有机光存储器件
光存储是推进信息技术发展的关键环节,作为光子型存储技术中的杰出代表,光全息存储技术极有可能突破现行存储模式。它的信息存储模式从原来的记录介质中一个点代表1bit变为一个记录点代表约1Mbits的信息页,这将极大地提高存储密度;不仅如此全息光存储技术采用了并行存储和读取方式,使得数据传输速率实现质的飞跃。它是极有希望取代现行光盘存储技术的最有前途的发展方向之一。由于存储容量、传输速度、存储数据的稳定性和系统体积都受制于记录介质,研制高性能全息存储器件是光存储领域最为关键的问题之一。本实验室主要从事含噁嗪光致变色材料的聚合物薄膜的光存储动力学理论和高密度光存储技术的研究工作。
 
实验室特色:
●偏振全息存储技术
●复用光存储技术
●光致变色动力学调控
5.X射线荧光波导屏
现有X射线成像技术需要将闪烁晶体输入屏与像增强器结合,获得高亮度图像。系统中经历了多次光电转换,结构复杂而效率低;并且X射线可能直接透射到光阴极上,产生额外光电子,降低了图像对比度和分辨率。X射线荧光波导屏是近年来提出的一种新概念,即在微通道阵列中填充闪烁晶体,利用光波导作用直接获得高分辨率和高亮度的成像,对于X射线成像器件小型化和成本控制具有显著优势。实验室主要从事基于硅微通道阵列构建掺铊碘化铯的X射线荧光波导屏原型器件研究。
 
实验室特色:
●光电化学刻蚀制备硅微通道阵列制备技术
●高转换效率掺铊碘化铯闪烁晶体材料研究
X射线荧光波导屏原型器件研究
 
6.紫外光发射材料与器件
短波长光发射器件因在众多领域的重要应用而备受关注,2014年诺贝尔物理学奖就授予日本科学家以表彰其在蓝光发射研究方面的贡献,蓝光被突破之后急需攻克的就是更短波长的紫外波段。宽禁带半导体ZnO及合金MgZnO具有高激子束缚能、高光学增益和低成本等诸多优势,是理想的紫外光电材料。实验室主要从事单晶薄膜生长、纳米结构合成以及异质结光发射器件研究等工作。
实验室特色:
(Mg)ZnO高质量单晶薄膜生长技术
●宽带隙一维纳米材料生长研究
●柔性无机紫外光发射器件研究
UV-B&UV-C深紫外光发射器件研究
●有机-无机异质结光发射器件研究
7.高探测率的日盲紫外光电探测器
紫外探测技术是继红外技术以后发展起来的又一军民两用技术,其中“日盲”紫外探测,在军事、民用等领域更具重要意义。截止目前,国际上对于“太阳盲”紫外半导体探测器研究主要集中在AlGaN体系,但仍存在一系列瓶颈。实验室针对新型、高效“日盲”紫外光探测薄膜和器件相关理论和技术问题开展研究工作。
 
实验室特色:
●宽禁带NiO薄膜材料制备及物性研究
NiO薄膜掺杂技术及能带工程调节问题研究
NiO基“日盲”MSM型紫外光探测器制备技术研究
ZnO基“日盲”紫外光敏薄膜制备技术研究
ZnO基“日盲”MSM型紫外光探测器制备技术研究
n-ZnO/p-NiO基“日盲”pn结型紫外光探测器制备技术研究
 
实验室设备:
                         
原子层沉积系统                           有机光电材料与薄膜专项真空系统        
        
     LAB2000手套箱                               桌面成像系统
 
        
            IV测试系统                                  纯净水净化设备
 
              
磁控溅射设备                        光电器件光谱响应测试系统    
             
氧化/扩散炉                                      台阶仪        
 
         光源式薄膜测厚仪                   光刻机
   
金相显微镜                            高精度研磨抛光机 
    
兆声清洗机                                真空干燥箱   
                        
真空镀膜机    
                          紫外-可见分光光度计