【摘 要】
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有机共轭聚合物薄膜在光电器件方面有着广泛的应用。共轭聚合物在薄膜中的光电性能如发光的谱形、效率、载流子迁移率等,主要由单分子的性质和聚集态结构两方面决定。其中聚
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有机共轭聚合物薄膜在光电器件方面有着广泛的应用。共轭聚合物在薄膜中的光电性能如发光的谱形、效率、载流子迁移率等,主要由单分子的性质和聚集态结构两方面决定。其中聚集态结构相对复杂,除了取决于聚合物本身的结构以外,还与样品的制备条件有非常大的关系。本文以经典的聚芴衍生物为研究对象,讨论超分子相互作用对于聚集态结构和光电性能的影响。首先,我们从间位连接的聚螺芴(Ps F36)低能发射的原因入手,螺芴的引入排除了芴酮缺陷的干扰,低能谱带的紫外荧光光谱都符合excimer的光谱特征。通过不同连接方式的聚合物及其模型化合物的对照,我们发现间位连接的方式对excimer具有放大效应。进一步,我们发现引入不良溶剂,在溶液中诱导聚合物链缠结,可以有效地抑制excimer的生成,提高发光效率。进一步,间位和对位共聚物中,我们通过超分子调控的方法实现载流子迁移与发光效率的同时提高。其基本思想是:对于重复单元用单键连接的有机共轭聚合物,激发态和带电状态下,分子更加趋于平面是较普遍的规律;趋于平面化的链构象可以同时减少分子被激发后构象调整的能量耗散和电荷发生跃迁时的重组能,以达到同时提高发光效率和迁移率的目的。在间位连接的聚芴衍生物中,我们观察到了加入不良溶剂后荧光强度增强的聚集增强发光效应。特别是在间位和对位连接的共聚物中,不良溶剂加入后吸收光谱发生了明显的红移,但发射光谱却没有发生相应的移动,这表明在间位和对位交替连接的共聚物中,分子在激发态的构象刚好和不良溶剂加入后的构象相同。相应的单空穴器件中,也观察到了空穴迁移率的近一个数量级的提高。
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