聚合物中正负trions的碰撞过程研究

发布时间：2019-03-28 14:04

【摘要】：有机共轭聚合物是一种具有开发潜力的新型高分子有机材料,它不仅可以导电发光,又具有柔韧性、极易加工、价格低廉等优点,这使得有机材料成为近年来研究的热点。由于共轭聚合物具有准一维结构和强的电-声耦合作用,其载流子不再是电子和空穴,而是伴随晶格畸变的具有内部结构的复合粒子,例如极化子、双极化子和trion等。这些准粒子体系具有丰富的物理过程,它们的形成、激发和碰撞等动力学过程在很大程度上决定着聚合物的电致发光性质。一些研究工作表明,极化子、双极化子、激子等元激发通过碰撞、复合,将会生成极化子的激发态trion。trion的发现为提高发光二极管电致发光效率开辟了新的通道,它的存在和碰撞动力学特性也会对有机材料的电输运特性及发光效率产生很大的影响。本课题将采用一维紧束缚近似的Su-Schrieffer-Heeger(SSH)模型,利用非绝热分子动力学,系统地研究有机共轭聚合物中正负trions的碰撞过程。1、聚合物单链上正负trions的碰撞过程电场的作用下,正负trions在聚合物链上发生碰撞,形成激子、双激子和trion的混合态。当电场E1.5mV/?时,正负trions碰撞后复合,形成的激子和双激子产率随着电场变化有一定的振荡。随着电场的增加1.5mV/?E4.0mV/?,双激子和激子的产率将增加。更强电场E4.0mV/?作用下,由于碰撞将引起晶格的振动,它们可能不再具有规则的晶格结构,碰撞后电荷变成自由粒子。2、耦合聚合物中正负trions的碰撞过程在电场的作用下,正负trions在链间耦合区域发生碰撞,耦合强度很小时,正负trions碰撞后带着原电荷返回,局域在正负trions中的电荷数量基本上是不变的,符号也没发生变化。随着耦合强度的增加,电子波函数交叠程度增加,局域在正负trions中的电荷逐渐减少,这是双激子、激子和trion的混合态。当耦合强度很大时,碰撞引起很强的晶格振动,trions解体,电荷将不会局域在规则的自陷结构中,而是自由粒子。链间耦合区域也影响激子和双激子的形成,随着链间耦合区域增加,在碰撞过程中正负trions的波函数交叠程度增加,电荷跃迁更容易,因此激子和双激子的产率也会增加。
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【学位授予单位】：河北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O469
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本文编号：2448933