激子復(fù)合區(qū)變化對(duì)OLED磁效應(yīng)的影響.pdf

1、在不含任何磁性材料的有機(jī)光電器件中，其電流和發(fā)光強(qiáng)度在外加磁場作用下發(fā)生明顯改變的現(xiàn)象被稱為有機(jī)磁效應(yīng)（MC和MEL）。這一現(xiàn)象一經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，便受到了研究人員的廣泛關(guān)注。特別是Nguyen等人在室溫下發(fā)現(xiàn)器件的MC和MEL的值分別高達(dá)到26％和57％，進(jìn)一步激起了人們就對(duì)有機(jī)磁效應(yīng)的研究熱情。這一結(jié)果不僅使研究人員看到了這一特殊磁效應(yīng)的理論研究價(jià)值，而且也讓人們看到了有機(jī)磁存貯器的應(yīng)用前景及其潛在的商業(yè)價(jià)值。隨著研究的不斷深入，研究人員還

2、發(fā)現(xiàn)有機(jī)磁效應(yīng)的值、線性以及符號(hào)會(huì)因不同的器件結(jié)構(gòu)和測試條件發(fā)生改變;雖然不同的小組針對(duì)不同的現(xiàn)象提出了不同的物理機(jī)制，但有機(jī)磁效應(yīng)的產(chǎn)生的具體物理機(jī)制仍不明確。
　　本文以探索有機(jī)磁效應(yīng)產(chǎn)生的物理起源機(jī)制為出發(fā)點(diǎn)，通過改變激子的復(fù)合區(qū)，從而研究激子復(fù)合區(qū)的改變對(duì)有機(jī)磁效應(yīng)的影響。進(jìn)一步揭示了有機(jī)磁效應(yīng)的起源和豐富了有機(jī)磁效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。本論文的主要內(nèi)容可分為以下幾個(gè)部分對(duì)其進(jìn)行研究:
　　(1)首先以有機(jī)電子學(xué)的發(fā)展歷程為

3、起點(diǎn)，簡略地介紹了有機(jī)電子學(xué)器件和有機(jī)發(fā)光二極管的發(fā)展現(xiàn)狀;然后基于有機(jī)發(fā)光二極管磁效應(yīng)這一研究背景，介紹了到目前為止為大家普遍所接受的一些物理機(jī)制模型，比如三重態(tài)與電荷湮滅(TQA)模型、三重態(tài)與三重態(tài)湮滅(TTA)模型等。而第二章主要介紹了與本論文器件相關(guān)的制備方法、測試等實(shí)驗(yàn)過程，以及物理實(shí)驗(yàn)儀器及其在制備、測試等過程中值得注意的一些問題。
　　(2)第三章主要制備了雙發(fā)光層有機(jī)發(fā)光器件，其結(jié)構(gòu)為ITO/CuPc/NPB/A

4、lq3（發(fā)射綠光）/Alq3∶DCM(發(fā)射紅光)/LiF/Al，并在不同溫度下測量了該器件的磁電致發(fā)光（magneto-electroluminescence，MEL）和磁電導(dǎo)(magneto-conductance，MC)。在電流密度相同的條件下，發(fā)現(xiàn)器件的MEL的高場(B≥50 mT)效應(yīng)隨溫度降低呈現(xiàn)先減小后增大的非單調(diào)變化。同時(shí)在不同溫度下測量了器件的電致發(fā)光光譜，發(fā)現(xiàn)器件的出現(xiàn)了533 nm和600 nm兩個(gè)特征峰，且其強(qiáng)度隨

5、溫度變化出現(xiàn)了此消彼長的現(xiàn)象，表明激子復(fù)合區(qū)域隨溫度變化發(fā)生了移動(dòng)。通過分析工作溫度對(duì)載流子遷移率及器件各發(fā)光層中的三重態(tài)激子對(duì)間相互作用的影響，對(duì)雙發(fā)光層器件中MEL的高場效應(yīng)隨溫度的非單調(diào)變化進(jìn)行了定性解釋。實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了在單發(fā)光層器件中得到的有機(jī)磁效應(yīng)高場變化的相關(guān)結(jié)論。
　　(3)第四章通過改變發(fā)光層和空穴阻擋層的相對(duì)厚度，研究了激子復(fù)合區(qū)隨厚度的變化對(duì)有機(jī)發(fā)光二極管磁效應(yīng)的影響。制備了結(jié)構(gòu)為ITO/Copperph

6、thalocyanine(CuPc)(10 nm)/NPB(60 nm)/Alq3(x nm)/BCP(80-x nm)/LiF(1 nm)/Al的非平衡注入器件。通過改變發(fā)光層Alq3和空穴阻擋層BCP的相對(duì)厚度，從而研究激子復(fù)合區(qū)厚度變化對(duì)有機(jī)發(fā)光二極管磁效應(yīng)的影響。測量了器件在不同溫度和偏壓下的磁電導(dǎo)和磁電致發(fā)光。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在高磁場低溫下，磁電導(dǎo)和磁電致發(fā)光都出現(xiàn)了與常規(guī)發(fā)光二極管不同的新特點(diǎn)，即隨著Alq3厚度的逐漸減薄，器件的