【摘要】：近年來(lái),有機(jī)半導(dǎo)體電子器件因其材料種類豐富、易于加工、柔性器件等特性,使其在能源、照明和電子電路器件等領(lǐng)域前景廣闊,受到廣泛關(guān)注。在眾多有機(jī)光電子材料中,紅熒烯(Rubrene)分子因其獨(dú)特的動(dòng)力學(xué)特性備受重視,被廣泛地用于有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)、有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)管和有機(jī)太陽(yáng)能電池(OPV)等有機(jī)半導(dǎo)體器件的制備。在研究有機(jī)半導(dǎo)體的眾多方法和實(shí)驗(yàn)手段中,有機(jī)磁效應(yīng)這一工具占據(jù)了特殊的地位,能夠有效地反映出有機(jī)半導(dǎo)體內(nèi)部微觀粒子的相互作用,已經(jīng)開(kāi)始用于研究Rubrene器件的特性,并取得了一定的成果。但是有機(jī)半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化,內(nèi)部微觀機(jī)制更是復(fù)雜多樣,至今仍有許多關(guān)鍵問(wèn)題尚不清晰,比如分子堆積情況對(duì)激發(fā)態(tài)擴(kuò)散的作用以及基于Rubrene的半帶隙開(kāi)啟電壓OLED的根本機(jī)制等。因此有必要對(duì)Rubrene OLED器件中激發(fā)態(tài)的微觀動(dòng)力學(xué)過(guò)程,進(jìn)行進(jìn)一步地詳盡地分析。本論文利用Rubrene制作不同結(jié)構(gòu)的有機(jī)半導(dǎo)體器件,以磁場(chǎng)效應(yīng)為研究手段,測(cè)量其在不同溫度和偏壓下的發(fā)光隨磁場(chǎng)的變化,通過(guò)對(duì)OLED器件的發(fā)光與外加磁場(chǎng)的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行定性分析和半定量的分析,來(lái)探究器件中激子注入與演化過(guò)程,從而確定不同器件結(jié)構(gòu)和環(huán)境因素對(duì)器件性能的影響。希望對(duì)這些微觀機(jī)制的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)能夠?yàn)楦倪M(jìn)有機(jī)半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),提高光電轉(zhuǎn)化效率提供一定的建議。本論文的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)部分:第一章首先介紹有機(jī)半導(dǎo)體的一些基礎(chǔ)知識(shí),如有機(jī)發(fā)光二極管和有機(jī)太陽(yáng)能電池的基本機(jī)理和器件結(jié)構(gòu),主要闡釋電荷的注入、抽取方式以及激發(fā)態(tài)在器件中的基本演化過(guò)程;其次,介紹Rubrene分子激發(fā)態(tài)的能級(jí)特征,重點(diǎn)介紹Rubrene分子具有的單重態(tài)激子分裂和三重態(tài)激子復(fù)合的基本理論,以及這兩種特性在OLED和OPV中的作用;然后,詳細(xì)介紹Rubrene分子堆積中的π-π共軛結(jié)構(gòu)對(duì)激發(fā)態(tài)擴(kuò)散的作用,由此引出Rubrene有機(jī)層微觀結(jié)構(gòu)對(duì)OLED器件中激子演化過(guò)程的影響。第二章主要介紹了有機(jī)發(fā)光二極管的制備以及測(cè)量所需的儀器設(shè)備和方法步驟。第三章介紹了Rubrene層厚度不同的常規(guī)OLED器件,其器件結(jié)構(gòu)為ITO(120nm)/copper phthalocyanine(CuPc)(15 nm)/N,N′-bis(naphthalene-1-y)-N,N′-bis(pheny1)benzidine(NPB)(60 nm)/Rubrene(X nm)/Bathocuproine(BCP)(80-X nm)/Li F(1 nm)/Al(120 nm)(X為Rubrene層的厚度)。并在同一注入電流下測(cè)量了器件的電致發(fā)光磁效應(yīng)(Magneto-Electroluminescence,MEL)。這些MEL曲線的高場(chǎng)值隨著純Rubrene薄膜厚度的增加逐漸增大,并在30nm之后趨于飽和。這說(shuō)明器件中單重態(tài)激子分裂過(guò)程的強(qiáng)度與Rubrene厚度有著明顯的依賴關(guān)系。為了進(jìn)一步探究導(dǎo)致這一現(xiàn)象的微觀機(jī)制,還制備了不同Rubrene濃度(100%、50%和20%)的發(fā)光器件,并測(cè)量了器件在同一注入電流不同溫度下的MEL曲線。對(duì)測(cè)量結(jié)果的進(jìn)行對(duì)比分析和數(shù)值擬合表明,本文MEL曲線變化的主要原因是器件中單重態(tài)激子分裂、三重態(tài)激子復(fù)合和系間竄越三個(gè)過(guò)程的共同作用。進(jìn)一步分析表明,Rubrene分子之間形成的π-π共軛結(jié)構(gòu)在分子堆積中所占的比例是以上三個(gè)過(guò)程在器件中相對(duì)強(qiáng)度改變的主要原因。第四章,利用Rubrene和C60的制備出具有半帶隙開(kāi)啟電壓功能的雙功能有機(jī)半導(dǎo)體器件,其結(jié)構(gòu)為PEDOT:PSS/Rubrene 30 nm/C60 35 nm/BCP 10 nm/LiF/AL(120nm),測(cè)量了器件的基本光電特性及其MEL。通過(guò)分析,發(fā)現(xiàn)三重態(tài)激子復(fù)合過(guò)程對(duì)其熒光發(fā)射起著至關(guān)重要的作用,解決了長(zhǎng)期以來(lái)關(guān)于此類器件的半帶隙開(kāi)啟電壓特征到底是來(lái)源于三重態(tài)激子復(fù)合,還是來(lái)自于Rubrene與C60界面上的俄歇復(fù)合過(guò)程的爭(zhēng)端。同時(shí)通過(guò)對(duì)Rubrene和C60共混型器件MEL的分析發(fā)現(xiàn),此類器件的激子生成存在兩個(gè)通道,一個(gè)是電子與空穴直接復(fù)合發(fā)光,另一個(gè)是通過(guò)界面上的三重態(tài)激基復(fù)合物能量轉(zhuǎn)移。通過(guò)將空穴傳輸限制層(m-MTDATA)插入Rubrene層之前,能夠增加界面上電子的濃度,從而使電子直接注入Rubrene層中與空穴復(fù)合發(fā)光。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN383.1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;有機(jī)半導(dǎo)體:無(wú)限的可能[J];現(xiàn)代制造;2005年24期

2 姬榮斌;唐利斌;張?bào)愕?;有機(jī)半導(dǎo)體探測(cè)器材料的研究展望[J];紅外技術(shù);2006年01期

3 ;科學(xué)家鮑哲南成功研發(fā)有機(jī)半導(dǎo)體[J];電子工業(yè)專用設(shè)備;2011年12期

4 鄭冬冬;;科學(xué)家鮑哲南成功研發(fā)有機(jī)半導(dǎo)體[J];半導(dǎo)體信息;2012年01期

5 ;關(guān)于有機(jī)半導(dǎo)體導(dǎo)電機(jī)理的探討[J];廈門(mén)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1961年03期

6 袁仁寬,沈今楷,孔凡;有機(jī)半導(dǎo)體研究進(jìn)展[J];固體電子學(xué)研究與進(jìn)展;2003年01期

7 楊正龍,陳紅征,汪茫;共升華可控?fù)诫s有機(jī)半導(dǎo)體薄膜材料的研究進(jìn)展[J];功能材料;2004年03期

8 蔣鑫元;;有關(guān)有機(jī)半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能研究與探討[J];硅谷;2008年08期

9 盧利平;;日開(kāi)發(fā)出高性能液晶性有機(jī)半導(dǎo)體[J];功能材料信息;2009年02期

10 汪潤(rùn)生;孟衛(wèi)民;彭應(yīng)全;馬朝柱;李榮華;謝宏偉;王穎;趙明;袁建挺;;有機(jī)半導(dǎo)體的物理?yè)诫s理論[J];物理學(xué)報(bào);2009年11期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 湯勤;繆謙;;從氮雜并五苯探索有機(jī)半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)性能關(guān)系[A];全國(guó)第八屆有機(jī)固體電子過(guò)程暨華人有機(jī)光電功能材料學(xué)術(shù)討論會(huì)摘要集[C];2010年

2 李樂(lè)樂(lè);孫浩;房晨婕;嚴(yán)純?nèi)A;;有機(jī)半導(dǎo)體的分等級(jí)自組裝及光學(xué)裁剪[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)無(wú)機(jī)與配位化學(xué)分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2008年

3 武慶賀;李杰;喬小蘭;王世濤;李洪祥;;噻吩醌式有機(jī)半導(dǎo)體的合成及性能研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第16分會(huì)：π-共軛材料[C];2014年

4 劉冉冉;解令海;李杰偉;王兢;高玲;黃維;;基于1,8-二溴咔唑的非線性π共軛有機(jī)半導(dǎo)體的合成及光電性質(zhì)[A];全國(guó)第八屆有機(jī)固體電子過(guò)程暨華人有機(jī)光電功能材料學(xué)術(shù)討論會(huì)摘要集[C];2010年

5 許歡;曾維靜;馬崇博;陽(yáng)峰;劉珂;張浩力;;新型雙極性有機(jī)半導(dǎo)體分子的設(shè)計(jì)與合成[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第七屆有機(jī)化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議圖文摘要集[C];2011年

6 馮煜東;張福甲;;有機(jī)半導(dǎo)體器件的真空鍍膜技術(shù)[A];TFC'05全國(guó)薄膜技術(shù)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2005年

7 田良飛;Holger Frauenrath;;基于多肽的有機(jī)半導(dǎo)體納米線的研究[A];2013年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集——主題E：分子組裝與超分子聚合物[C];2013年

8 馮煜東;張福甲;;有機(jī)半導(dǎo)體器件的真空鍍膜技術(shù)[A];全國(guó)薄膜技術(shù)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2006年

9 史建武;李亞波;賈明;徐莉;王華;;基于并三噻吩衍生物的有機(jī)半導(dǎo)體[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第5分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

10 李立強(qiáng);Klaus Muellen;遲力峰;;超薄有機(jī)半導(dǎo)體微米帶的可控生長(zhǎng)與應(yīng)用[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第17分會(huì)：光電功能器件[C];2014年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前8條

1 ;有機(jī)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)取得長(zhǎng)足發(fā)展[N];人民郵電;2008年

2 本報(bào)記者 王云立;有機(jī)半導(dǎo)體:為碳電子時(shí)代繪美景[N];中國(guó)化工報(bào);2014年

3 本報(bào)記者 吳苡婷;有機(jī)半導(dǎo)體世界里修煉“魔法”[N];上�？萍紙�(bào);2013年

4 瑞豐;有機(jī)電子應(yīng)用前景光明[N];民營(yíng)經(jīng)濟(jì)報(bào);2008年

5 劉霞;大分子碳結(jié)構(gòu)有機(jī)半導(dǎo)體問(wèn)世[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

6 劉霞;有機(jī)半導(dǎo)體激子擴(kuò)散距離可達(dá)8微米[N];科技日?qǐng)?bào);2010年

7 記者 張曄;南工大有機(jī)半導(dǎo)體研究獲國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)[N];科技日?qǐng)?bào);2014年

8 山東 曹殿偉 編譯;塑料基底晶體管[N];電子報(bào);2013年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 胡f ;有機(jī)分子在金屬單晶表面的吸附結(jié)構(gòu)和電子性質(zhì)研究[D];浙江大學(xué);2015年

2 李浩源;無(wú)定形小分子有機(jī)半導(dǎo)體的載流子傳輸特性研究[D];清華大學(xué);2015年

3 范聰成;高性能有機(jī)半導(dǎo)體單晶及其異質(zhì)結(jié)制備及性能研究[D];浙江大學(xué);2015年

4 李先杰;有機(jī)半導(dǎo)體的光增益和電荷傳輸性質(zhì)研究[D];吉林大學(xué);2013年

5 趙劍鋒;氫鍵功能化有機(jī)半導(dǎo)體的合成及其超分子自組裝[D];南京郵電大學(xué);2011年

6 袁忠義;傒酰亞胺和萘酰亞胺類有機(jī)半導(dǎo)體的設(shè)計(jì)、合成及性質(zhì)研究[D];大連理工大學(xué);2010年

7 于海萍;有機(jī)半導(dǎo)體界面穩(wěn)定性及光電耦合對(duì)界面浸潤(rùn)性的調(diào)控[D];西北大學(xué);2015年

8 李諾;有機(jī)半導(dǎo)體器件電容性質(zhì)的研究[D];復(fù)旦大學(xué);2007年

9 艾娜;基于溶液處理的有機(jī)半導(dǎo)體器件及其應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2013年

10 李東倉(cāng);并三苯有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的研制[D];蘭州大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王超;有機(jī)半導(dǎo)體器件的光電性質(zhì)和磁場(chǎng)效應(yīng)研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

2 王勤思;基于三蝶烯和卟啉的剛性共軛化合物的合成和性質(zhì)[D];北京理工大學(xué);2016年

3 劉爽;溶液法生長(zhǎng)大面積有機(jī)半導(dǎo)體單晶及其柔性場(chǎng)效應(yīng)晶體管[D];浙江大學(xué);2016年

4 陳秋松;基于Rubrene分子的有機(jī)發(fā)光器件中的磁效應(yīng)研究[D];西南大學(xué);2016年

5 殷俊;噻吩及氮雜芳環(huán)半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)及載流子遷移率的理論研究[D];南京理工大學(xué);2016年

6 許紅波;有機(jī)半導(dǎo)體電荷輸運(yùn)的數(shù)值模擬計(jì)算[D];中南大學(xué);2013年

7 趙寶奎;有機(jī)半導(dǎo)體—金屬界面劑量增強(qiáng)效應(yīng)的模擬研究[D];吉林大學(xué);2007年

8 路飛平;有機(jī)半導(dǎo)體薄膜器件中的電荷輸運(yùn)研究[D];蘭州大學(xué);2007年

9 蔡勇;基于堿金屬化合物的有機(jī)半導(dǎo)體的n-型摻雜研究[D];蘇州大學(xué);2012年

10 許光富;有機(jī)半導(dǎo)體輸運(yùn)機(jī)制及器件電學(xué)性質(zhì)的研究[D];電子科技大學(xué);2014年

，

本文編號(hào)：2329241