载流子阶梯效应调控OLED三线态激子的解离和散射

作     者：保希 关云霞 李万娇 宋家一 陈丽佳 徐爽 彭柯敖 牛连斌 

作者机构：重庆师范大学物理与电子程学院重庆市光电功能材料重点实验室重庆市高校光学工程重点实验室 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2023年

核心收录：

学科分类：07[理学] 08[工学] 070205[理学-凝聚态物理] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(61874016) 重庆市自然科学基金(CSTC 2020jcyj-msxmX0282、2021jcyj-msxmX0576) 重庆市教育委员会科学技术研究计划项目(KJQN202200518)资助的课题 

主　　题：HAT-CN 有机发光二极管 空穴注入层 磁电导 

摘      要：三线态激子-电荷相互作用(Triplet excition-charge interaction， TQI)有解离和散射两种形式，但至今仍未明确空穴注入层如何影响三线态激子的解离和散射以及磁电导(Magneto-conductance， MC)正负之间的转变. 本文采用能产生载流子阶梯效应的HAT-CN作为空穴注入层，运用磁效应作为工具对器件内部微观机理进行研究. 结果表明，器件内部存在超精细、解离、散射三个特征磁场，利用Lorentzian和non-Lorentzian函数对MC进行拟合并得以验证. 超精细场源于载流子自旋与氢核自旋间的超精细相互作用. 随磁场增强，空穴注入层与空穴传输层界面产生载流子阶梯效应，提高了空穴注入效率，三线态激子被空穴解离后产生二次载流子. 载流子阶梯效应也会导致注入电荷大量积累，载流子被三线态激子散射，使其迁移率降低，不利于激发态的形成和器件发光. MC由KS/KT(重组速率比)调制，电压较小时KSKT，重组比相对较大，产生正MC；随电压增大KS≈KT=K，此时KS/KT趋近于1，出现负MC；尤其在低温下，MC均为负值. 本工作为空穴注入层调控三线态激子的解离和散射及MC正负之间的转变提供新思路.