共軛聚合物是一種有機(jī)光電材料,具有類似于無機(jī)半導(dǎo)體的優(yōu)異光學(xué)和電學(xué)性質(zhì),因其具有光電轉(zhuǎn)換效率高、電輸運(yùn)性能優(yōu)良、良好的可塑性等特點(diǎn),已經(jīng)成為物理、化學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),特別在光電器件方面具有廣闊的應(yīng)用前景。共軛聚合物構(gòu)象對其能量轉(zhuǎn)移特性影響的研究對聚合物材料在有機(jī)光電器件中的應(yīng)用具有重要意義。共軛聚合物光物理特性決定于其包含的共軛單元,每個(gè)單元由于π電子非局域特性形成共軛體系,表現(xiàn)為獨(dú)立的發(fā)色團(tuán)。共軛聚合物在不同構(gòu)象下,由于不同共軛單元之間的距離導(dǎo)致共軛聚合物鏈間光物理過程出現(xiàn)較大的差異,從而直接影響基于共軛聚合物的光電器件的發(fā)光效率和工作壽命。由于共軛聚合物材料結(jié)構(gòu)的無序性,使得它的微觀光物理特性極其復(fù)雜。傳統(tǒng)的系綜水平的測量得到的是系綜平均信息,無法揭示微觀環(huán)境共軛聚合物構(gòu)象變化和能量轉(zhuǎn)移動力學(xué)特性的關(guān)系。在單分子水平研究共軛聚合物分子的構(gòu)象和能量轉(zhuǎn)移特性已經(jīng)成為材料科學(xué)中的重要研究領(lǐng)域。單分子光學(xué)探測消除了系綜平均的影響,通過測量單個(gè)共軛聚合物分子的光物理特性揭示微觀環(huán)境聚合物構(gòu)象變化和能量轉(zhuǎn)移及電子轉(zhuǎn)移特性,為共軛聚合物光電性能的優(yōu)化及應(yīng)用提供重要的技術(shù)手段。本文中,... 

【文章來源】：山西大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

單分子熒光閃爍

隨后人們發(fā)現(xiàn)了單個(gè)染料分子的熒光光已成為研究納米尺度結(jié)構(gòu)和動力學(xué)各向異，具有納米量級的空間分辨率、超靈敏性息，如熒光發(fā)射動力學(xué)、能量轉(zhuǎn)移、偏振情況下非侵入性地研究納米尺度目標(biāo)和強(qiáng)特性的研究中可使得共軛聚合物單鏈的構(gòu)分子的發(fā)光機(jī)制被定義為在整個(gè)聚合物鏈上有 π(鍵)和圖 2.2 所示為典型的 π-共軛聚合物 Poly(雜化分子軌道表現(xiàn)為沿著鏈的單-雙碳鍵交換單雙鍵的位置，最終得到的結(jié)構(gòu)仍然

圖 2.3 π 共軛聚合物和半導(dǎo)體的對比但是，實(shí)際當(dāng)中由于共軛聚合物存在缺陷，或者結(jié)構(gòu)發(fā)生彎曲，共軛會被中整個(gè)鏈分為若干個(gè)共軛片段，稱為光譜單元，如圖 2.4 所示。以 MEH-PPV 共物為例，其光譜單元的典型長度大約是 5 個(gè)單體。這種聚合物鏈不是單一的晶體，而是具有與半導(dǎo)體類似電子結(jié)構(gòu)的一系列用化學(xué)鍵連接的低聚物。共軛微觀水平的光物理特性主要由這一系列共軛單元決定，每個(gè)單元由于 π 電子特性形成共軛體系，在光與共軛聚合物相互作用中表現(xiàn)為獨(dú)立的發(fā)色團(tuán)。共軛吸收能量后又會通過偶極—偶極相互作用，將能量沿著鏈轉(zhuǎn)移，將能量轉(zhuǎn)移到量最低的發(fā)色團(tuán)。共軛聚合物中的能量轉(zhuǎn)移屬于無輻射能量轉(zhuǎn)移，基于庫侖轉(zhuǎn)，F(xiàn) rster 理論，偶極-偶極占主導(dǎo)。轉(zhuǎn)移范圍大約為 1 埃到 100 埃，時(shí)間尺度飛秒到毫秒。F rster 理論提出供體和受體之間的能量轉(zhuǎn)移效率與距離和光譜息相關(guān)。共軛聚合物中，這種類型的能量轉(zhuǎn)移又分為兩類，一類是鏈內(nèi)能量轉(zhuǎn)


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