2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、有機光電器件中的磁場效應包括電流和發(fā)光的磁效應(即磁電導和磁致發(fā)光效應),是指器件的傳導電流或發(fā)光強度在磁場作用下發(fā)生改變的現(xiàn)象。人們發(fā)現(xiàn),在一些常規(guī)有機光電器件中,雖然沒有任何磁性成分,卻有很大的磁響應。這種奇特的現(xiàn)象引起了科學界的極大關注。其潛在的商業(yè)應用價值讓許多的公司,企業(yè)不斷加大投入到有機磁效應的研發(fā)上。經(jīng)過科學界和工業(yè)界的共同努力,有機光電器件和有機磁效應已經(jīng)進入了商業(yè)應用的前期。大量的理論成果不斷涌現(xiàn)出來,包括大量線型不同

2、或值不同的有機磁場效應。隨著研究的不斷開展,人們發(fā)現(xiàn),采用不同的有機材料,不同的薄膜生長方式,不同的器件結(jié)構等等,就可以得到不同有機磁場效應。這一方面給有機磁場產(chǎn)效應的研究帶來了一定的困難,另一方面也讓人們看到了通過采用不同的方式最終實現(xiàn)對有機磁效應的調(diào)控成為可能。目前對于有機磁效應還沒有形成統(tǒng)一的理論觀點,對于不同的磁效應,研究者提出了一些與之對應的理論模型,如超精細相互作用模型、三重態(tài)激子-電荷反應模型(triplet-chagre

3、 annihilation,TQA)、三重態(tài)-三重態(tài)激子湮滅模型(triplet-triplet annihilation,TTA)等??傮w上說,雖然目前對有機磁效應的研究取得了很大進步,但離完全的商業(yè)化應用還有很大的差距,還需要進一步的實驗和理論研究。
   本文主要研究了以紅熒烯材料(rubrene)為發(fā)光材料的有機光電器件的磁效應,包括磁致發(fā)光效應和磁電導效應。研究發(fā)現(xiàn),在基于rubrene的有機光電器件中,無論是磁致發(fā)光

4、,還是磁電導都出現(xiàn)了不同于基于Alq3的有機光電器件。經(jīng)過分析人們認為,在紅熒烯這類有機芳香烴材料中,其材料本身的特性容易產(chǎn)生另一種物理機制,即:單重態(tài)激子裂變(singlet exciton fission,STT)機制。本文對這種現(xiàn)象和物理機制作了詳細的闡釋,對TTA和STT這兩個作用過程對OLED磁效應可能存在的不同影響做了相應的解釋。本研究工作主要包括以下幾點:
   (1)首先介紹了有機光電器件的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,以及有

5、機磁場效應的研究背景。并運用有機分子束外延、共蒸發(fā)、熱阻蒸發(fā)、基片清洗技術等制備OLED的手段制備了以下有機光電器件:參考器件、rubrene器件。并通過對這些器件在外磁場作用下的三重態(tài)-三重態(tài)激子對的湮滅過程以及單重態(tài)激子裂變過程的討論,我們對實驗結(jié)果進行了定性解釋。
   (2)以紅熒烯材料作為發(fā)光層生長了常規(guī)有機光電器件,測量了器件在15K≤T≤300 K的溫度范圍內(nèi)的磁致發(fā)光效應(即magneto-electrolumi

6、nescence,MEL)。測量結(jié)果顯示了rubrene器件的磁致發(fā)光曲線出現(xiàn)了不同于基于Alq3的有機光電器件(以下稱參考器件)的奇特磁響應。在室溫條件下,其MEL的低場值顯著低于參考器件的低場值,在高場部分,隨著磁場的增大,其MEL仍然保持迅速增加,直至~500 mT依然沒有出現(xiàn)飽和跡象。而參考器件在~50 mT時MEL就開始出現(xiàn)飽和趨勢。并且,rubrene器件的磁致發(fā)光高場效應對溫度很敏感,隨著溫度的降低,器件的高場值迅速降低到

7、零以下。而且其發(fā)光峰隨溫度的降低逐漸紅移??紤]到rubrene材料的特點,結(jié)合超精細轉(zhuǎn)化,TTA等物理機制,我們對rubrene器件的奇特磁響應作了定性的解釋。
   (3)在對rubrene器件的磁致發(fā)光研究的基礎上,我們進一步研究了器件的磁電導效應。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn),rubrene材料中的單重態(tài)激子裂變過程可能對器件的有機磁電導產(chǎn)生一定的影響。相較于參考器件,rubrene器件的有機磁電導在外加磁場的作用下表現(xiàn)為:在低磁場時先快

8、速上升,當磁場達到~10 mT時轉(zhuǎn)為下降,直到~100 mT后再次轉(zhuǎn)為上升,但在所測量的范圍內(nèi)沒有達到飽和。通過對其中各個機理的綜合分析,我們認為此實驗現(xiàn)象是由rubrene材料中超精細相互作用、TQA作用以及單重態(tài)激子裂變作用這三種機理共同作用的結(jié)果。
   (4)研究開發(fā)出了“一種高磁響應的有機發(fā)光二極管”,(專利號:201110269411,公開(公告)日:2011.12.21),本有機發(fā)光二極管器件對磁響應值相對較高,對

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