聚合物中正負trions的碰撞過程研究.pdf

1、有機共軛聚合物是一種具有開發(fā)潛力的新型高分子有機材料，它不僅可以導電發(fā)光，又具有柔韌性、極易加工、價格低廉等優(yōu)點，這使得有機材料成為近年來研究的熱點。由于共軛聚合物具有準一維結(jié)構(gòu)和強的電-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)的復合粒子，例如極化子、雙極化子和trion等。
　　這些準粒子體系具有豐富的物理過程，它們的形成、激發(fā)和碰撞等動力學過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)通過碰撞、復合，將會生成極化子的激發(fā)態(tài)trion。trion的發(fā)現(xiàn)為提高發(fā)光二極管電致發(fā)光效率開辟了新的通道，它的存在和碰撞動力學特性也會對有機材料的電輸運特性及發(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，利用非絕熱分子動力學，系統(tǒng)地研究有機共軛聚合物中正負trions的碰撞過程。
　　1、聚合物單鏈上正負trions的碰撞

3、過程
　　電場的作用下，正負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)。當電場E＜1.5mV/(A)時，正負trions碰撞后復合，形成的激子和雙激子產(chǎn)率隨著電場變化有一定的振蕩。隨著電場的增加1.5mV/(A)＜E＜4.0mV/(A)，雙激子和激子的產(chǎn)率將增加。更強電場E＞4.0mV/(A)作用下，由于碰撞將引起晶格的振動，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trions的碰撞過程
　　在電場的作用下，正負trions在鏈間耦合區(qū)域發(fā)生碰撞，耦合強度很小時，正負trions碰撞后帶著原電荷返回，局域在正負trions中的電荷數(shù)量基本上是不變的，符號也沒發(fā)生變化。隨著耦合強度的增加，電子波函數(shù)交疊程度增加，局域在正負trions中的電荷逐漸減少，這是雙激子、激子和trion的混合態(tài)。當耦合強度很大時，碰撞引起很強的晶格振動，trions解體，電荷將不會局域在規(guī)則的自陷結(jié)構(gòu)中，而