利用磁效應研究有機發(fā)光二極管中的系間竄越和反向系間竄越過程.pdf

1、有機發(fā)光二極管（OLED）因其制備工藝簡單、選材范圍廣泛、輕薄如紙等優(yōu)勢，從而在顯示和照明等方面顯示出了巨大的應用前景。盡管人們已經(jīng)開發(fā)出了種類豐富的有機發(fā)光材料及器件，但是到目前為止，商業(yè)化的OLED還局限于含有貴金屬（銥或鉑等）的磷光OLED，這勢必會增加制作成本，從而無法廣泛地在各領域使用。因此，如何開發(fā)低成本且高效率OLED的課題應運而生。最新的研究發(fā)現(xiàn)，一些特殊的電荷轉(zhuǎn)移（CT）態(tài)器件中可發(fā)生反向系間竄越（RISC）過程，從而

2、產(chǎn)生延遲熒光，最終得到了較高的外量子效率。由于三重態(tài)激子湮滅（TTA）過程也可以產(chǎn)生延遲熒光，所以有時RISC和TTA共存可使熒光OLED中三重態(tài)的利用更充分。對于RISC和TTA共存的熒光OLED而言，通過常規(guī)手段很難區(qū)分出延遲熒光來源于哪種演化過程。而有機磁致發(fā)光（MEL）作為一種新的探測方法，能夠有效識別出器件內(nèi)部不同的自旋混合過程
　　本論文首先利用MEL對RISC和TTA共存體系的各種微觀機制進行了深入探究。通過與常規(guī)器

3、件對比常溫下MEL以及其MEL隨外界條件的變化，定性地分析出產(chǎn)生該 MEL的中發(fā)生了哪些自旋相關過程。然后，在此基礎上微調(diào)器件結構，改變摻雜比例以及對所有器件進行降溫處理，半定量地分析出摻雜濃度和工作溫度對MEL的影響。本論文可分為：
　?。?）第一章首先簡要介紹了OLED的研究進展與基礎知識，并闡述了有機磁場效應（OMFE）的研究背景與幾個主要的理論模型，如“超精細相互作用模型”、“TTA模型”、“雙極化子模型”、“三重態(tài)-電荷

4、作用（TCA）模型”等。第二章詳細介紹了本實驗室OLED樣品的制備技術以及OMFE的測量方法。
　?。?）第三章選用典型的分子內(nèi)CT材料DCJTB和激子型材料Alq3，分別制備了結構為ITO/m-MTDATA/NPB/mCP：DCJTB/BCP/LiF/Al的摻雜型CT態(tài)器件和結構為ITO/m-MTDATA/NPB/Alq3/LiF/Al的常規(guī)激子型器件，并測量了這兩個器件在20K～300K溫度范圍內(nèi)的MEL。實驗結果顯示，DCJ

5、TB器件的MEL表現(xiàn)出了與參考器件的MEL相反的線型，即先快速下降再緩慢下降，其中在低場范圍內(nèi)的MEL由RISC過程主導，而高場部分則由TTA過程主導。此外，我們還通過討論外加偏壓和工作溫度對DCJTB器件MEL的影響，定性分析了該奇特MEL背后的微觀機制。
　?。?）為了更好地認識CT態(tài)器件，在上述研究的基礎上，我們器件結構進行了適當調(diào)整，選用了更有利于空穴注入的PEDOT：PSS來替換m-MTDATA，并改變客體材料DCJTB

6、的摻雜比例，制備了摻雜比重分別為20％、14%、10%、7%、5%的一系列CT態(tài)器件。為了更加全面地分析器件的內(nèi)部機理，我們還測量了不同器件的MEL曲線隨溫度的變化。實驗結果表明，在低場范圍內(nèi)的MEL隨著摻雜濃度降低由上升轉(zhuǎn)換為下降，且下降幅度越來越大；在高場范圍內(nèi)的MEL則一直下降，且單調(diào)遞增。低場的下降趨勢由RISC過程主導，而高場的下降趨勢則由TTA過程主導。另外，摻雜濃度和工作溫度對RISC和TTA共同產(chǎn)生的延遲熒光磁效應也有重