有機(jī)發(fā)光材料中載流子傳輸特性的理論研究.pdf

1、近些年來，有機(jī)化合物包括小分子和π-電子共軛聚合物由于在平板顯示與照明領(lǐng)域潛在應(yīng)用前景而受到廣泛研究。有些器件性能已經(jīng)達(dá)到了商業(yè)化的指標(biāo)，但是要真正的投入大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化，還有許多問題需要解決，特別是關(guān)于器件的微觀機(jī)理，但由于問題的復(fù)雜性，導(dǎo)致了數(shù)學(xué)處理和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析上的困難，大部分問題都懸而未決。而對載流子在發(fā)光過程中的行為又是這些問題中最基本的，本文就是從不同的角度研究了載流子在高對稱性材料(晶體)中的遷移，還對次高對稱性材料(準(zhǔn)晶體

2、)的生長覆蓋做了探討，對載流子在對稱性低一些的材料中遷移做準(zhǔn)備。 這篇博士論文分為以下幾個部分： 第一部分，我們將簡要介紹有機(jī)/高分子電致發(fā)光材料和器件的基本知識，包括電致發(fā)光基本原理，基本的發(fā)光材料和傳輸材料，器件的機(jī)構(gòu)和性能等。 第二部分我們從能帶這個方面研究載流子的遷移。我們考慮了晶體的周期對稱性來解釋和更好地理解晶體中載流子的傳輸機(jī)制。盡管在器件中有機(jī)材料處于無定型的狀態(tài)，但是基于有序的晶體結(jié)構(gòu)上的認(rèn)識對

3、于理解電子傳輸特性還是有很好的指導(dǎo)作用的，繼而促進(jìn)揭示材料的本質(zhì)性能。我們分別計算了八羥基喹啉鋁(Alq3)和[Zn(BTZ)2]2晶體的能帶結(jié)構(gòu)。發(fā)現(xiàn)無論從帶內(nèi)還是帶間的傳輸，都能很好的解釋實(shí)驗(yàn)上的結(jié)論：此兩種材料均為電子傳輸型的材料。我們首次基于第一性原理的方法來研究載流子的遷移問題，并且都得到了很好的結(jié)果。 第三部分則在H.Bassler小組光致發(fā)光躍遷模型的基礎(chǔ)上考慮了載流子的注入和復(fù)合，使其模型適用于電致發(fā)光。重點(diǎn)對載

4、流子在樣品中運(yùn)動時的平衡能量進(jìn)行了討論，并利用該結(jié)果對一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行了分析。模擬了硅烷齊聚物的渡越時間曲線，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合的很好。因而我們可以說空穴在層狀結(jié)構(gòu)的齊聚物遷移過程中，鏈間俘獲是限制空穴傳輸?shù)闹饕蛩?，而載流子是在高度有序的能量激活中心上跳躍(hopping)前進(jìn)的模型是合理的。 第四部分基于覆蓋理論，我們研究二維準(zhǔn)晶體的幾何結(jié)構(gòu).我們首先介紹非周期拼圖的一般原理和構(gòu)造方法，主要是二維準(zhǔn)周期的彭羅斯拼圖.然后討論彭羅