聚合物中正負(fù)trions的碰撞過(guò)程研究.pdf

1、有機(jī)共軛聚合物是一種具有開(kāi)發(fā)潛力的新型高分子有機(jī)材料，它不僅可以導(dǎo)電發(fā)光，又具有柔韌性、極易加工、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，這使得有機(jī)材料成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。由于共軛聚合物具有準(zhǔn)一維結(jié)構(gòu)和強(qiáng)的電-聲耦合作用，其載流子不再是電子和空穴，而是伴隨晶格畸變的具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)合粒子，例如極化子、雙極化子和trion等。
　　這些準(zhǔn)粒子體系具有豐富的物理過(guò)程，它們的形成、激發(fā)和碰撞等動(dòng)力學(xué)過(guò)程在很大程度上決定著聚合物的電致發(fā)光性質(zhì)。一些研究工作表明

2、，極化子、雙極化子、激子等元激發(fā)通過(guò)碰撞、復(fù)合，將會(huì)生成極化子的激發(fā)態(tài)trion。trion的發(fā)現(xiàn)為提高發(fā)光二極管電致發(fā)光效率開(kāi)辟了新的通道，它的存在和碰撞動(dòng)力學(xué)特性也會(huì)對(duì)有機(jī)材料的電輸運(yùn)特性及發(fā)光效率產(chǎn)生很大的影響。
　　本課題將采用一維緊束縛近似的Su-Schrieffer-Heeger(SSH)模型，利用非絕熱分子動(dòng)力學(xué)，系統(tǒng)地研究有機(jī)共軛聚合物中正負(fù)trions的碰撞過(guò)程。
　　1、聚合物單鏈上正負(fù)trions的碰撞

3、過(guò)程
　　電場(chǎng)的作用下，正負(fù)trions在聚合物鏈上發(fā)生碰撞，形成激子、雙激子和trion的混合態(tài)。當(dāng)電場(chǎng)E＜1.5mV/(A)時(shí)，正負(fù)trions碰撞后復(fù)合，形成的激子和雙激子產(chǎn)率隨著電場(chǎng)變化有一定的振蕩。隨著電場(chǎng)的增加1.5mV/(A)＜E＜4.0mV/(A)，雙激子和激子的產(chǎn)率將增加。更強(qiáng)電場(chǎng)E＞4.0mV/(A)作用下，由于碰撞將引起晶格的振動(dòng)，它們可能不再具有規(guī)則的晶格結(jié)構(gòu)，碰撞后電荷變成自由粒子。
　　2、耦合聚

4、合物中正負(fù)trions的碰撞過(guò)程
　　在電場(chǎng)的作用下，正負(fù)trions在鏈間耦合區(qū)域發(fā)生碰撞，耦合強(qiáng)度很小時(shí)，正負(fù)trions碰撞后帶著原電荷返回，局域在正負(fù)trions中的電荷數(shù)量基本上是不變的，符號(hào)也沒(méi)發(fā)生變化。隨著耦合強(qiáng)度的增加，電子波函數(shù)交疊程度增加，局域在正負(fù)trions中的電荷逐漸減少，這是雙激子、激子和trion的混合態(tài)。當(dāng)耦合強(qiáng)度很大時(shí)，碰撞引起很強(qiáng)的晶格振動(dòng)，trions解體，電荷將不會(huì)局域在規(guī)則的自陷結(jié)構(gòu)中，而