【摘 要】
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体异质结的使用和热延迟荧光材料的出现分别有效地提高了有机热电和发光器件的效率,并且使用它们制备的器件,内部载流子的电荷自旋耦合作用和自旋相互转化机制也更为独特和丰富。但是对于自旋如何提高器件性能的研究工作却仍然不够完善。本论文以体异质结热电器件和热延迟荧光器件为研究对象,通过调控外部磁场或铁磁材料的厚度,探究了器件热电、吸收、发光、磁场效应及铁磁共振等性能的变化。并进一步将实验结果与自旋电荷理论模
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体异质结的使用和热延迟荧光材料的出现分别有效地提高了有机热电和发光器件的效率,并且使用它们制备的器件,内部载流子的电荷自旋耦合作用和自旋相互转化机制也更为独特和丰富。但是对于自旋如何提高器件性能的研究工作却仍然不够完善。本论文以体异质结热电器件和热延迟荧光器件为研究对象,通过调控外部磁场或铁磁材料的厚度,探究了器件热电、吸收、发光、磁场效应及铁磁共振等性能的变化。并进一步将实验结果与自旋电荷理论模型相结合,分析了自旋及自旋相互作用如何影响内部电荷运动从而影响器件外部性能。为进一步提高热电和发光器件的效率提供了新的思路。主要研究结果如下:（1）建立了以测试有机共轭半导体中的自旋相互作用为主的自旋测试平台,应用在有机热电器件和热延迟荧光器件中,为研究自旋及自旋相互作用如何影响内部载流子运动奠定实验基础。（2）制备了ITO/P3HT:PCBM/ITO结构的薄膜热电器件,通过增加激发态的密度有效提高了器件的热电性能。光照高温下应用外磁场时,纯P3HT器件的塞贝克系数随磁场的增大而增大,同时磁场效应随温度的升高而增加。而对于P3HT:PCBM器件,塞贝克系数随磁场的增大而减小,但磁场效应随温度的升高而增大。基于激子-电荷理论模型和极化子对理论模型分析了两种变化的内在原理与自旋在变化中所起的作用,为提高热电器件的性能提供了新的思路。（3）以4CzTPN-Ph发光材料作为研究对象,制备了基于Ni/4CzTPN-Ph的发光器件,研究了温度、Ni的厚度对光致发光磁场效应和电子顺磁共振信号的影响。研究发现施加铁磁层会增加光致发光磁场效应的半峰宽,并且随着Ni厚度的增加,效果逐渐变得明显。随着Ni的增加,光诱导的EPR信号也会降低。当Ni增厚至15 nm时,EPR信号和光致发光磁场效应都达到了无法观测的程度。在此基础上将Ni引入以4CzTPN-Ph为发光层的有机发光二极管器件,表征了器件的效率与发光亮度,初步研究了铁磁/有机界面对器件性能的影响。为利用铁磁性材料实现自旋注入提高器件性能提供了有效的实验手段。
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