利用磁效應(yīng)研究有機(jī)發(fā)光二極管中的系間竄越和反向系間竄越過(guò)程.pdf

1、有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）因其制備工藝簡(jiǎn)單、選材范圍廣泛、輕薄如紙等優(yōu)勢(shì)，從而在顯示和照明等方面顯示出了巨大的應(yīng)用前景。盡管人們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了種類(lèi)豐富的有機(jī)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(shì)必會(huì)增加制作成本，從而無(wú)法廣泛地在各領(lǐng)域使用。因此，如何開(kāi)發(fā)低成本且高效率OLED的課題應(yīng)運(yùn)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(guò)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(guò)程也可以產(chǎn)生延遲熒光，所以有時(shí)RISC和TTA共存可使熒光OLED中三重態(tài)的利用更充分。對(duì)于RISC和TTA共存的熒光OLED而言，通過(guò)常規(guī)手段很難區(qū)分出延遲熒光來(lái)源于哪種演化過(guò)程。而有機(jī)磁致發(fā)光（MEL）作為一種新的探測(cè)方法，能夠有效識(shí)別出器件內(nèi)部不同的自旋混合過(guò)程
　　本論文首先利用MEL對(duì)RISC和TTA共存體系的各種微觀機(jī)制進(jìn)行了深入探究。通過(guò)與常規(guī)器

3、件對(duì)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(guān)過(guò)程。然后，在此基礎(chǔ)上微調(diào)器件結(jié)構(gòu)，改變摻雜比例以及對(duì)所有器件進(jìn)行降溫處理，半定量地分析出摻雜濃度和工作溫度對(duì)MEL的影響。本論文可分為：
　?。?）第一章首先簡(jiǎn)要介紹了OLED的研究進(jìn)展與基礎(chǔ)知識(shí)，并闡述了有機(jī)磁場(chǎng)效應(yīng)（OMFE）的研究背景與幾個(gè)主要的理論模型，如“超精細(xì)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(xì)介紹了本實(shí)驗(yàn)室OLED樣品的制備技術(shù)以及OMFE的測(cè)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(jié)構(gòu)為ITO/m-MTDATA/NPB/mCP：DCJTB/BCP/LiF/Al的摻雜型CT態(tài)器件和結(jié)構(gòu)為ITO/m-MTDATA/NPB/Alq3/LiF/Al的常規(guī)激子型器件，并測(cè)量了這兩個(gè)器件在20K～300K溫度范圍內(nèi)的MEL。實(shí)驗(yàn)結(jié)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(xiàn)型，即先快速下降再緩慢下降，其中在低場(chǎng)范圍內(nèi)的MEL由RISC過(guò)程主導(dǎo)，而高場(chǎng)部分則由TTA過(guò)程主導(dǎo)。此外，我們還通過(guò)討論外加偏壓和工作溫度對(duì)DCJTB器件MEL的影響，定性分析了該奇特MEL背后的微觀機(jī)制。
　?。?）為了更好地認(rèn)識(shí)CT態(tài)器件，在上述研究的基礎(chǔ)上，我們器件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整，選用了更有利于空穴注入的PEDOT：PSS來(lái)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(jī)理，我們還測(cè)量了不同器件的MEL曲線(xiàn)隨溫度的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在低場(chǎng)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(lái)越大；在高場(chǎng)范圍內(nèi)的MEL則一直下降，且單調(diào)遞增。低場(chǎng)的下降趨勢(shì)由RISC過(guò)程主導(dǎo)，而高場(chǎng)的下降趨勢(shì)則由TTA過(guò)程主導(dǎo)。另外，摻雜濃度和工作溫度對(duì)RISC和TTA共同產(chǎn)生的延遲熒光磁效應(yīng)也有重