导读:本文包含了金属有机界面论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:金属,有机界面,共轭聚合物,有机光电器件,锂硫电池
金属有机界面论文文献综述
冯雪飞[1]（2014）在《金属/有机界面结构及其与有机电子和光电器件性能间关系的研究》一文中研究指出碳基有机共轭材料如共轭聚合物、石墨烯、富勒烯等由于具有带隙可调、成本低廉、工艺简单和可用于制备柔性器件等特点被广泛应用于有机发光二极管、有机太阳能电池、有机场效应晶体管和锂电池等多个领域。金属／有机界面电子和化学结构是影响这些有机电子和光电子器件性能的至关重要因素之一。如何构建合理的界面以提高器件效率和稳定性是目前研究的核心问题。在本文中,我们通过原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)对有机材料的表面形貌进行表征,并利用真空紫外光电子能谱(UPS)和X射线光电子能谱(XPS)结合先进的同步辐射实验技术如同步辐射光电子能谱(SRPES)和近边X射线吸收精细结构(NEXAFS)对低功函金属和有机材料之间界面的形成和演变过程进行了原位观测,全面深入地研究了界面形成过程中的电子和化学结构的变化,为设计和优化器件结构提供了重要的理论支持。本论文的主要工作可以描述为以下几个方面：(1)利用SRPES和XPS对锂(Li)和聚(3-己基噻吩)(P3HT)界面形成过程中的界面电子结构和界面化学反应进行了原位观测。300K条件下,当Li吸附在P3HT表面时,Li传递电子给P3HT,并导致Li/P3HT界面处发生能带弯曲。此外,Li可以扩散到P3HT薄膜内和噻吩环上的S和C原子发生强烈的化学反应,导致硫化锂(Li2S)和Li-C复合物的产生。与钙沉积在P3HT上形成的界面对比,Li在P3HT中的扩散和反应深度更大。通过研究芯能级,价带谱以及二次电子截止边随Li沉积量的变化,我们获得了Li/P3HT界面能级排布图。(2)通过原位SRPES、XPS、UPS和NEXAFS结合理论计算和器件制备对金属锂(Li)和聚(9,9--辛基芴并苯噻二唑)(F8BT)的界面形成过程进行深入研究,观察到Li/F8BT界面处强烈化学反应和离子扩散现象的发生以及相应的界面电场反转现象。控制Li在F8BT上的沉积量可以构建对电子注入有利的电场从而提高基于F8BT的有机发光二极管的发光强度和能量转化效率。这些结果证明在金属电极和有机层界面处的化学反应和扩散对于器件性能的影响不能一概而论。事实上,化学反应的类型和程度对于调节界面能级具有非常重要的作用,在设计器件的过程中需要考虑到。Li/F8BT界面结构的研究将加深我们对实际器件界面结构的理解,并有助于有机电子和光电器件的结构优化。(3)通过原位XPS和UPS研究90K条件下金属Li和F8BT之间界面的形成过程发现,与300K条件下Li/F8BT界面的形成相比,在低温状态下,界面扩散和化学反应强度均降低,形成较为平直的界面。低温Li/F8BT界面不会发生常温下Li/F8BT界面形成过程中出现的S偏析现象,也没有向上界面电场的产生。与之相反,Li沉积量增多时会出现一个向下的界面偶极。此外,实验结果表明在90K条件下,界面处没有产生带隙态。总结XPS和UPS数据,我们绘制出Li/F8BT在90K条件下的界面能级图。(4)提出一种新的方法来转移化学气相沉积(CVD)法制备的石墨烯到有机材料表面以消除传统转移过程中残留在样品表面的杂质。利用这种方法,可以避免使用其它材料如PMMA等,而直接用目标有机材料作为支撑体完成单层石墨烯的转移,因此引入杂质的量可降到最低。NEXAFS结合常规拉曼(Raman)谱学的观测结果证实了用该方法可以获得高质量的石墨烯／有机薄膜。此外,通过原位SRPES观测金属铝(A1)沉积到石墨烯/P3HT薄膜上的界面形成过程,结果表明在Al和P3HT之间存在单层石墨烯的情况下,A1和P3HT之间的化学反应的程度可以大大降低,这说明通过利用石墨烯作为活泼阴极材料和有机层之间的修饰层可以提高界面稳定性。(5)硫-氧化石墨烯(S-GO)纳米复合材料展示了它作为锂／硫(Li/S)电池阴极材料的潜质。由于氧化石墨烯上的含氧官能团可以和硫形成化学键,氧化石墨烯作为硫的固定物可以很有效地阻止硫和多硫化物从阴极脱离。尽管S-GO作为阴极材料可以将Li/S电池的循环性能提高很多,循环过程中的容量衰减仍然是一个阻碍其商业化应用的重要问题。我们通过SEM、NEXAFS和XPS对基于S-GO的阴极材料在不同循环次数前后的结构和形貌进行了深入研究。结果表明,阴极表面形貌和阴极材料的化学结构随着电池充放电循环次数的增多而发生变化。这些变化可以归结于Li和S-GO纳米复合物之间在充放电过程中发生的导致Li2CO3、Li2SO3、Li2SO4和COSO2Li物种的产生的化学副反应。这些反应产物导致了阴极材料体相和表面处可参与循环的活性S的损失。此外,这些副反应产物附着在阴极表面,形成了致密的绝缘层,使得充放电循环过程中,特别是在高充放电速率时,Li在阴极材料中的扩散变得困难,从而使S的利用率大大降低。这些实验结果充分说明了Li/S-GO电池容量和充电速率衰减的原因。根据研究结果,对于可循环Li/S-GO电池,作为S固定物的GO中的氧含量需要进一步优化,同时需要引入更稳定的官能团来进一步提高器件的循环性能。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2014-05-08）
杨文超[2]（2012）在《有机太阳能电池中金属/有机界面物理过程的唯象研究》一文中研究指出有机太阳能电池是基于有机小分子或共轭高聚物材料的光伏器件。相较于无机太阳能电池,它具有成本低、柔性可折迭、制备方便等许多优点,因而得到了人们的广泛关注,成为近年来一个很热门的研究领域。本论文就是以有机太阳能电池作为研究对象的,重点关注它的金属电极与有机层界面处的物理性质及其对器件的工作参数和效率的影响。第一章是对应用背景和研究方法的概述。在第二章我们首先介绍了有机太阳能电池的叁代发展历程；然后以体异质结器件为例,详细描述了有机太阳能电池中激子的产生、扩散、拆分与载流子的生成和输运等一系列光电过程。第叁章讲述理论方法,即器件模型。器件模型是由描述电荷密度、电场、电流等宏观物理量的时间演化的几个方程组成的,几乎适用于所有电子器件的研究。鉴于激子在有机体系中的重要性,我们将激子的动力学方程纳入器件模型,加以改进构成一套可以统一描述器件内光脉冲照射下的瞬态过程和恒定光照下的稳态过程的方法。用这一方法,我们从唯象的角度研究了器件的激子动力学、界面拆分、表面损失和开路电压等物理问题,结论如下所列。单层器件中的瞬态光电压实验表明激子在金属(ITO)/有机界面的拆分很大而在在体内的拆分很微弱。通过将器件分为界面和体内两个不同的拆分区域,我们模拟了激子在存在界面拆分下的演化分布。为了表征界面拆分的重要性,定义界面拆分比为发生界面拆分的激子占总拆分激子的比重,界面拆分比随界面拆分时间(速率)的减小(增加)而升高,最终饱和。体内拆分时间越大则饱和值越大。界面拆分使得界面附近的激子密度显着降低,在极强的拆分速率下,界面的激子是耗尽的,这是拆分比饱和的原因。瞬态和稳态下的界面拆分比是一致的,但受光照强度的影响,强激光脉冲下界面拆分比的饱和值比普通弱光源的要大一些。对于欧姆接触的器件,电子空穴的二次复合在接近开路条件时能让提高体内的激子密度,从而使界面拆分比降低。模拟J-V曲线发现,短路电流会随界面拆分时间的减小或体内拆分时间的增大而降低,这源于界面电子流Jn在强界面拆分下的提升,因而Jn也能表征界面拆分的强弱。表面电荷损失在体异质结器件中是个严重的问题,但很难用实验探测。我们定义了一个表面损失几率并推导出了它的由纯粹的宏观物理量组成的表达式,由此得到表面损失源于载流子进入各自的错误电极,即电子流入阳极,空穴流入阴极。数值模拟表明损失表面损失几率在远离净光电流的补偿电压的电压范围内维持在一个较低的恒定值上,它随电子空穴注入势垒的变大而逐步升高,对偏压的依赖性也变大。考虑到金属／有机界面拆分之后,它随界面拆分速率的增大而增大,在接近无穷大的速率时饱和。极化子对沿给体／受体(D/A)界面的扩散也对表面损失有很重要的贡献,当器件的界面拆分速率足够大时,界面与体内极化子对密度梯度很大,在大的扩散系数下能形成很强的扩散流,因而这时表面损失几率随极化子对扩散系数的增大而迅速上升。表面损失对器件效率的损害主要表现在短路电流和开路电压的减小。抑制表面损失的主要手段是在电极与有机层的界面处添加合适的插入层以阻挡错误流向的载流子并减弱界面拆分。通过模拟电流-电压特性曲线,我们验证了开路电压随光照强度对数增大的关系,但在大光强下器件的填充因子迅速减小。模拟表明用电子和空穴的迁移率具有较大差异(非均衡)的有机材料制备器件会缓解这一问题。我们还探讨了不同注入势垒下开路电压的变化,发现它并不是随总注入势垒的增加单调下降的,而是有个由极小变大再减小的过程。这源于电势分布或能带在两个金属电极与有机层界面附近的弯曲,注入势垒越小,局部电荷堆积也越多,弯曲程度就越大。因此,为达到最大的开路电压,器件的两个界面并不是越接近欧姆接触越好,而是要有一个在0.2eV左右的有限的注入势垒。(本文来源于《复旦大学》期刊2012-04-10）
赵楚军,李宏建,黄伯云,易丹青,姚凌江[3]（2004）在《金属 /有机界面势垒对单层有机电致发光器件发光效率的影响(英文)》一文中研究指出基于高场下电荷的注入过程及激子的解离和复合过程 ,建立了单层有机发光器件电致发光 (EL)效率的理论模型。计算表明 :(1)当金属 /有机界面势垒高度大于 0 .3eV时 ,器件的EL效率很低 ,降低金属 /有机界面势垒可以显着提高器件的EL效率 ;(2 )在较低偏压下 ,注入过程对器件的电致发光效率起主要作用 ,但在高偏压下复合过程起支配作用。这一模型可以阐明注入和复合过程对有机发光器件EL效率的影响 ,对选择发光材料、优化器件结构和提高器件EL效率具有指导意义。(本文来源于《发光学报》期刊2004年04期）
金属有机界面论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
有机太阳能电池是基于有机小分子或共轭高聚物材料的光伏器件。相较于无机太阳能电池,它具有成本低、柔性可折迭、制备方便等许多优点,因而得到了人们的广泛关注,成为近年来一个很热门的研究领域。本论文就是以有机太阳能电池作为研究对象的,重点关注它的金属电极与有机层界面处的物理性质及其对器件的工作参数和效率的影响。第一章是对应用背景和研究方法的概述。在第二章我们首先介绍了有机太阳能电池的叁代发展历程；然后以体异质结器件为例,详细描述了有机太阳能电池中激子的产生、扩散、拆分与载流子的生成和输运等一系列光电过程。第叁章讲述理论方法,即器件模型。器件模型是由描述电荷密度、电场、电流等宏观物理量的时间演化的几个方程组成的,几乎适用于所有电子器件的研究。鉴于激子在有机体系中的重要性,我们将激子的动力学方程纳入器件模型,加以改进构成一套可以统一描述器件内光脉冲照射下的瞬态过程和恒定光照下的稳态过程的方法。用这一方法,我们从唯象的角度研究了器件的激子动力学、界面拆分、表面损失和开路电压等物理问题,结论如下所列。单层器件中的瞬态光电压实验表明激子在金属(ITO)/有机界面的拆分很大而在在体内的拆分很微弱。通过将器件分为界面和体内两个不同的拆分区域,我们模拟了激子在存在界面拆分下的演化分布。为了表征界面拆分的重要性,定义界面拆分比为发生界面拆分的激子占总拆分激子的比重,界面拆分比随界面拆分时间(速率)的减小(增加)而升高,最终饱和。体内拆分时间越大则饱和值越大。界面拆分使得界面附近的激子密度显着降低,在极强的拆分速率下,界面的激子是耗尽的,这是拆分比饱和的原因。瞬态和稳态下的界面拆分比是一致的,但受光照强度的影响,强激光脉冲下界面拆分比的饱和值比普通弱光源的要大一些。对于欧姆接触的器件,电子空穴的二次复合在接近开路条件时能让提高体内的激子密度,从而使界面拆分比降低。模拟J-V曲线发现,短路电流会随界面拆分时间的减小或体内拆分时间的增大而降低,这源于界面电子流Jn在强界面拆分下的提升,因而Jn也能表征界面拆分的强弱。表面电荷损失在体异质结器件中是个严重的问题,但很难用实验探测。我们定义了一个表面损失几率并推导出了它的由纯粹的宏观物理量组成的表达式,由此得到表面损失源于载流子进入各自的错误电极,即电子流入阳极,空穴流入阴极。数值模拟表明损失表面损失几率在远离净光电流的补偿电压的电压范围内维持在一个较低的恒定值上,它随电子空穴注入势垒的变大而逐步升高,对偏压的依赖性也变大。考虑到金属／有机界面拆分之后,它随界面拆分速率的增大而增大,在接近无穷大的速率时饱和。极化子对沿给体／受体(D/A)界面的扩散也对表面损失有很重要的贡献,当器件的界面拆分速率足够大时,界面与体内极化子对密度梯度很大,在大的扩散系数下能形成很强的扩散流,因而这时表面损失几率随极化子对扩散系数的增大而迅速上升。表面损失对器件效率的损害主要表现在短路电流和开路电压的减小。抑制表面损失的主要手段是在电极与有机层的界面处添加合适的插入层以阻挡错误流向的载流子并减弱界面拆分。通过模拟电流-电压特性曲线,我们验证了开路电压随光照强度对数增大的关系,但在大光强下器件的填充因子迅速减小。模拟表明用电子和空穴的迁移率具有较大差异(非均衡)的有机材料制备器件会缓解这一问题。我们还探讨了不同注入势垒下开路电压的变化,发现它并不是随总注入势垒的增加单调下降的,而是有个由极小变大再减小的过程。这源于电势分布或能带在两个金属电极与有机层界面附近的弯曲,注入势垒越小,局部电荷堆积也越多,弯曲程度就越大。因此,为达到最大的开路电压,器件的两个界面并不是越接近欧姆接触越好,而是要有一个在0.2eV左右的有限的注入势垒。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
金属有机界面论文参考文献
[1].冯雪飞.金属/有机界面结构及其与有机电子和光电器件性能间关系的研究[D].中国科学技术大学.2014
[2].杨文超.有机太阳能电池中金属/有机界面物理过程的唯象研究[D].复旦大学.2012
[3].赵楚军,李宏建,黄伯云,易丹青,姚凌江.金属/有机界面势垒对单层有机电致发光器件发光效率的影响(英文)[J].发光学报.2004