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有机晶体材料具有长程有序、缺陷少、电荷传输性能良好等优点,在平板显示、光伏设备和场效应晶体管领域,具有广阔的应用前景。为改变和提高半导体性质,掺杂技术往往是被广泛应用的一种方法。但是有机晶体的分子间作用力弱,难以形成分子掺杂结构的晶体。因此,合成具有良好光电性能的有机掺杂晶体具有十分重要的意义。本论文采用双层淬火法,依据经式(mer-)Alq3在高温下转换成面式(fac-)Alq3,成功合成了自掺杂的mer-fac-Alq3微晶材料,研究了无定形膜厚度、加热时间和加热温度对晶体形貌的影响。在380℃下加热200 nm厚的无定形膜层13 min得到的Alq3微晶材料形貌最佳。论文利用FTIR、XRD、UV-Vis和Raman等手段对该微晶材料的微观结构和化学组成进行表征和分析。本论文通过调控加热时间和温度,实现了mer-fac-Alq3自掺杂微晶材料的发光光谱峰位从506 nm到470nm的蓝移;表征了mer-fac-Alq3微晶材料的二次谐振波性能,分析其非线性光学性质与掺杂结构的关系。论文采用掩模板法制备构建单根微米棒器件,分析mer-fac-Alq3微晶材料的电子传输性能的提升与掺杂材料的半导体特性之间的关系。为了进一步调控发光颜色和提升微晶材料的电子传输效率,本论文改进双层淬火法,合成了Alq3/Ir(ppy)3异质掺杂的微晶材料,研究了加热时间和掺杂比例对晶体形貌的影响。在380℃的加热温度下加热200 nm厚的无定形膜层11 min得到的Alq3/Ir(ppy)3微晶形貌最佳。然后,利用FTIR、XPS、XRD等手段,分析了在Alq3中掺杂Ir(ppy)3的微晶材料(IDA)和在Ir(ppy)3中掺杂Alq3的微晶材料的组成及微观结构。本论文探讨了掺杂比例对Alq3/Ir(ppy)3微晶材料发光颜色的调控,实现了发光颜色由绿色到黄色再到红色最后到黄色的转变;采用荧光显微镜和荧光光谱,表征了Alq3/Ir(ppy)3微晶材料的宽范围激发性能,在475 nm激发下,ADI-和IDA-Alq3/Ir(ppy)3微晶材料分别发射黄光和绿光;在532 nm或632 nm激发下,两种材料都发射红光;通过荧光寿命和瞬态吸收光谱分析发光机理,实现Alq3在常温下的三线态发光。论文通过构建Alq3/Ir(ppy)3微晶材料的微米棒电极,分析其电子传输效率的明显提升与Ir(ppy)3的掺杂之间的关系。