本文關(guān)鍵詞： 激基復合物 有機發(fā)光器件 磁場效應 超精細轉(zhuǎn)化 三重態(tài)-三重態(tài) 激子湮滅　出處：《西南大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：在不包含任何磁性功能材料的有機光電器件中,器件的發(fā)光和注入電流隨外加磁場發(fā)生改變的現(xiàn)象,稱之為有機磁場效應。有機磁場效應因在開發(fā)集磁-光-電一體的新型有機半導體器件方面具有潛在應用價值,以及可作為一種新型的研究手段用于探測器件內(nèi)部載流子輸運、激子的形成和解離等微觀過程,從而引起了人們廣泛研究興趣。近年來,經(jīng)過科學家們的努力,關(guān)于有機磁場效應的理論研究取得了長足的發(fā)展,但因有機半導體材料內(nèi)部電子結(jié)構(gòu)復雜,所以截止目前有機磁效應仍許多問題亟待解決,如有機磁場效應強度不夠明顯,產(chǎn)生微觀機制尚存在爭議以及如何利用有機磁場效應揭示器件內(nèi)部的微觀機制等。本論文針對“如何獲得超強的有機磁場效應”以及“磁場效應產(chǎn)生的微觀機制”兩個問題,制備了基于激基復合物的有機發(fā)光器件。通過系統(tǒng)研究外加磁場作用下激基復合物發(fā)光器件中單、三重激發(fā)態(tài)間的行為過程,在激基復合物發(fā)光器件中獲得了超強的磁場效應,并就激基復合物中產(chǎn)生磁場效應的微觀機制進行了深入地討論。最后,在已論證微觀機制的基礎上,利用有機磁場效應作為一種研究手段,研究了激基復合物中三重激發(fā)態(tài)間的湮滅這一微觀過程,進而揭示了激基復合物器件中電致發(fā)光效率普遍低下的原因。本論文主要包括以下幾個部分：(1)首先大致介紹了關(guān)于有機材料的吸收、發(fā)射特性以及器件的發(fā)光機理,旨在對有機發(fā)光二極管的發(fā)光機制有較為清晰的認識,從而為全文展開基于激基復合物發(fā)光器件中的有機磁場效應研究做鋪墊。緊接著,討論了有機磁場效應的研究背景、存在的問題以及目前有機發(fā)光二極管中磁場效應的主要微觀機制,進而揭示本論文的研究目的和意義所在。而第二章則主要介紹了激基復合物器件的制備工藝、測試方法以及所需儀器設備。(2)制備了以m-MTDATA為電子給體、以3TPYMB為電子受體的激基復合物有機發(fā)光二極管,其結(jié)構(gòu)為：ITO/m-MTDATA/m-MTDATA:3TPYMB/3TPYMB/LiF/Al。在不同電流密度下,測量了器件在室溫時的發(fā)光和電流磁場效應。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),在外加較小磁場怍用下,激基復合物發(fā)光器件可表現(xiàn)出超強的磁場效應,其中發(fā)光和電流磁場效應分別可達120%和65%。隨后,我們在通過系統(tǒng)研究器件在不同的工作溫度、不同激基復合層厚度以及不同電子受體濃度下的磁場效應基礎上,提出了一種關(guān)于產(chǎn)生強磁場效應的物理機制模型,認為由于激基復合物中單、三重激發(fā)態(tài)間的能量差較小,容易發(fā)生單、三重激發(fā)態(tài)間的自旋混合這一過程,而外加磁場將調(diào)控這一過程,使得單、三重態(tài)激發(fā)態(tài)比例發(fā)生變化,進而表現(xiàn)出超強的磁場效應。最后,在已論證物理機制模型的基礎上,在基于不同電子給體材料TTP的激基復合物發(fā)光器件中同樣得到了超強的有機磁場效應。(3)制備了以m-MTDATA等為電子給體材料(Donor),以A1q3、TPBi、PPT、PBD為電子受體材料(Acceptor)的激基復合物有機發(fā)光二極管,在不同偏壓和溫度下,測量了器件的發(fā)光磁效應隨單、三重態(tài)激發(fā)態(tài)間的能級差△EST的變化關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著單、三重態(tài)間的能級差△EST的增大,器件的發(fā)光磁場效應值越��；器件的發(fā)光磁場效應線性則表現(xiàn)出不同于常規(guī)器件的實驗現(xiàn)象,即低場快速上升,高場逐漸趨于飽和,而始終未呈現(xiàn)出高場下降的現(xiàn)象。這不僅進一步證實了激基復合物中的磁場效應與單、三重態(tài)激發(fā)態(tài)間的能級差有關(guān),而且表明了激基復合物中的三重態(tài)間的湮滅過程通常很難發(fā)生。(4)本章通過選取不同三線態(tài)能量的電子給體材料m-MTDATA和TTP,制備了兩種激基復合物有機發(fā)光器件。在不同電流密度下,測量了兩種器件的發(fā)光磁效應隨溫度的變化關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn),溫度大于100 K時,兩種器件的發(fā)光磁效應均不會呈現(xiàn)出高場下降的現(xiàn)象；只有當溫度降低到20 K時,在單重態(tài)和三重態(tài)間的能量差(△EST)較小和給體分子三重態(tài)能量較高的TTP器件中,才會呈現(xiàn)出明顯的高場下降,且外加偏壓越大,下降越明顯。發(fā)光磁場效應隨溫度的這一變化趨勢,證實了激基復合物中存在三重態(tài)-三重態(tài)間湮滅過程。這一研究結(jié)果,對進一步理解激基復合物發(fā)光器件內(nèi)在機制以及提高器件發(fā)光效率具有很好的科學意義。
[Abstract]:In recent years , the organic magnetic field effect has been studied in this paper . The luminescence and current magnetic field effect of the device under different current densities is measured . The results show that the luminescence and current magnetic field effect of the device can reach 120 % and 65 % respectively . The results show that the luminescence and current magnetic field effect of the device can reach 120 % and 65 % respectively . ( 4 ) In this chapter , by selecting the electron donor materials m - MTDATA and TTP of different triplet energies , two kinds of organic light emitting devices are prepared . The results show that when the temperature is lower than 100 K , the luminescence magnetic effect of the two devices will not show a high field drop .

【學位授予單位】：西南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN303

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本文編號：1516561