本文選題：紅熒烯 + 有機(jī)磁效應(yīng)　； 參考：《西南大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：有機(jī)發(fā)光二極管,即organic light emitting diode(OLED),它由于驅(qū)動(dòng)電壓低、發(fā)光亮度與效率高、視角寬闊、響應(yīng)迅速、可大面積制備、可以彎曲等優(yōu)勢(shì)在過(guò)去10年得到迅猛發(fā)展,并成為顯示和照明領(lǐng)域中最引人注目的技術(shù)。深入研究并開(kāi)發(fā)新型的有機(jī)材料則已成為提高OLED性能的一個(gè)重要途徑,在大量的有機(jī)材料中,紅熒烯(Rubrene)憑借其特殊的光電性能而引起廣泛關(guān)注。它具有高遷移率、單重態(tài)激子能量約等于兩倍三重態(tài)激子能量等特性,被用于有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)管(OFET)、OLED和有機(jī)太陽(yáng)能電池(OSC)等有機(jī)器件中。事實(shí)上,科研工作者們對(duì)Rubrene已有一定的研究與應(yīng)用,但仍有一些問(wèn)題尚不清晰,比如基于Rubrene的OLED中三重態(tài)激子與電荷的相互作用機(jī)制,且激子間相互作用如何受Zeeman分裂調(diào)控等,這些問(wèn)題的解決不但可以幫助我們很好地認(rèn)識(shí)OLED內(nèi)部微觀過(guò)程,也有可能為優(yōu)化器件性能指明方向。本論文針對(duì)上述問(wèn)題制備了一系列基于Rubrene的OLED器件,并采用有機(jī)磁效應(yīng)這一特殊的工具對(duì)其內(nèi)部微觀粒子的相互作用進(jìn)行分析。通過(guò)不同偏壓與溫度下的磁效應(yīng)曲線(xiàn)測(cè)量,加上相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式的擬合與量化,從而對(duì)其內(nèi)部機(jī)制有了一定了解。分析發(fā)現(xiàn):(1)Rubrene OLED中三重態(tài)激子會(huì)被空穴解離,電子被三重態(tài)激子散射,兩者產(chǎn)生相反的電流效應(yīng);(2)器件發(fā)光的磁效應(yīng)在零磁場(chǎng)附近具有精細(xì)結(jié)構(gòu),室溫下表現(xiàn)為超精細(xì)相互作用與Zeeman作用的共同結(jié)果;低溫下表現(xiàn)為三重態(tài)激子對(duì)間的零場(chǎng)劈裂與Zeeman作用共同調(diào)控的結(jié)果。經(jīng)過(guò)對(duì)這些微觀機(jī)制的進(jìn)一步認(rèn)識(shí),希望能夠加深對(duì)有機(jī)半導(dǎo)體器件中各微觀態(tài)間自旋相互作用的了解。本論文的主要內(nèi)容包括以下四個(gè)部分:第一章為緒論,介紹了有機(jī)電子學(xué)的基本概念,并以其為起點(diǎn)著重介紹了OLED,包括OLED的發(fā)展歷程,工作原理以及OLED器件中的激發(fā)態(tài)。然后基于激發(fā)態(tài)間的相互作用引出了有機(jī)磁效應(yīng)這一概念,重點(diǎn)闡述了與本論文相關(guān)的幾種磁效應(yīng)模型——超精細(xì)相互作用(HFI)模型、三重態(tài)激子聚變(TTA)與單重態(tài)激子裂變(STT)、三重態(tài)-電荷反應(yīng)(TQI)模型;除此之外,簡(jiǎn)單地對(duì)超小場(chǎng)磁效應(yīng)以及磁效應(yīng)曲線(xiàn)的擬合作了相關(guān)介紹。最后,詳細(xì)介紹了與TTA和STT過(guò)程相關(guān)的,也就是本論文的研究對(duì)象——Rubrene分子,并由此引出論文的主要工作,即對(duì)Rubrene OLED器件中三重態(tài)激子演化過(guò)程進(jìn)行研究。第二章詳細(xì)介紹了本實(shí)驗(yàn)室制備OLED的方法及對(duì)樣品光-電-磁特性的測(cè)試。重點(diǎn)介紹小分子和金屬電極的真空蒸鍍方法、聚合物的旋涂制膜以及光譜分析、磁效應(yīng)分析等。第三章介紹了不同結(jié)構(gòu)的Rubrene OLED器件,包括ITO/NPB(60 nm)/Rubrene(30 nm)/BCP(50 nm)/Li F(1 nm)/Al(120 nm),ITO/NPB(60 nm)/Rubrene(30nm)/Alq3(50 nm)/LiF(1 nm)/Al(120 nm),ITO/m-MTDATA(60 nm)/Rubrene(30nm)/BCP(50 nm)/LiF(1 nm)/Al(120 nm)和ITO/NPB(60 nm)/Rubrene(30nm)/BCP(50 nm)/Al(120 nm)。其中,采用不同的空穴與電子注入層可以分別改變其注入勢(shì)壘,去陰極修飾材料LiF可以減少電子的注入,這些方法都可以改變器件中的凈余電荷,為調(diào)控三重態(tài)激子與電荷間的相互作用創(chuàng)造有利條件。對(duì)器件施加不同的外加偏壓,采用恒流模式測(cè)量了磁電導(dǎo)(Magneto-conductance,MC)曲線(xiàn),并對(duì)其采用一個(gè)Lorentzian與兩個(gè)non-Lorentzian經(jīng)驗(yàn)公式的組合進(jìn)行擬合。結(jié)果表明:在Rubrene器件中發(fā)生了TQI反應(yīng)并可直接影響器件的MC,該反應(yīng)包括解離和散射兩種途徑并且兩種途徑的作用對(duì)象不同。解離途徑是指空穴對(duì)三重態(tài)激子的解離,產(chǎn)生負(fù)的MC;散射途徑是指三重態(tài)激子對(duì)電子的散射,在磁場(chǎng)下產(chǎn)生正的MC。器件總MC表現(xiàn)為兩者疊加的最終效果,而低溫下MC結(jié)果對(duì)這一結(jié)論進(jìn)行了證實(shí)。第四章,為了對(duì)Rubrene器件中的三重態(tài)激子作進(jìn)一步研究,我們制備了結(jié)構(gòu)ITO/PEDOT:PSS/m-MTDATA(60 nm)/Rubrene(30 nm)/BCP(50 nm)/LiF(1 nm)/Al(120 nm)的器件并測(cè)量了其在不同偏壓和溫度下的磁電致發(fā)光(Magnetoluminescence,MEL)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),器件MEL在0?|B|?500 mT區(qū)域內(nèi)室溫下為典型的STT線(xiàn)型而低溫下為T(mén)TA線(xiàn)型;而對(duì)于零磁場(chǎng)附近±2 m T范圍內(nèi),室溫下的MEL曲線(xiàn)呈現(xiàn)出“W”型,但當(dāng)溫度降為75 K左右則演化為“M”線(xiàn)型。分析表明:“W”線(xiàn)型是H原子核引起的超精細(xì)場(chǎng)與外磁場(chǎng)引起的Zeeman分裂的共同結(jié)果;“M”線(xiàn)型與TTA過(guò)程相關(guān),是三重態(tài)激子對(duì)間的零場(chǎng)劈裂與Zeeman作用對(duì)TTA過(guò)程共同調(diào)控的結(jié)果。
[Abstract]:An organic light emitting diode ( OLED ) is used in organic devices such as organic field effect transistor ( OFET ) , OLED and organic solar cell ( OSC ) . In chapter 2 , we introduce the method of preparing OLED and the test of light - electro - magnetic properties of the sample . The second chapter introduces the vacuum evaporation method of small molecule and metal electrode , the spin coating film of polymer and the spectral analysis and magnetic effect analysis . In order to further study the triplet excitons in Rubrene device , we prepared the structure ITO / PEDOT : PSS / m - MTDATA ( 60 nm ) / Rubrene ( 30 nm ) / BCP ( 50 nm ) / LiF ( 1 nm ) / Al ( 120 nm ) . It is found that the MEL curve of the device MEL is a typical STT line at room temperature in the region of 0 擄 C and 500 mT , whereas the MEL curve at room temperature exhibits a " W " shape for 鹵 2 m T in the vicinity of zero magnetic field . The analysis shows that the " W " linetype is the common result of Zeeman splitting caused by the hyperfine field and the external magnetic field caused by H nuclei . The analysis shows that the " W " linetype is the result of the co - regulation of the zero field splitting and Zeeman effect between the triplet excitons and the Zeeman effect .
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TN383.1

【參考文獻(xiàn)】

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1 劉亞莉;雷衍連;焦威;張巧明;陳林;游胤濤;熊祖洪;;不同溫度下單重態(tài)激子裂變對(duì)Rubrene有機(jī)電致發(fā)光磁效應(yīng)的影響[J];中國(guó)科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué);2013年01期

2 張勇;陳林;劉亞莉;熊祖洪;;Alq_3有機(jī)發(fā)光二極管中的超小磁場(chǎng)效應(yīng)[J];科學(xué)通報(bào);2012年11期

3 牛連斌;關(guān)云霞;孔春陽(yáng);任岳;黃琳琳;賈許望;;AND:Rubrene發(fā)光層的有機(jī)電致白光器件[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2010年05期

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本文編號(hào)：1966471