有机聚合物中trion动力学的温度效应

摘要

有机聚合物中，存在比较强的电-声相互作用，载流子已不再是传统的电子和空穴，而是极化子、双极化子、激子、双激子、trion等复合粒子。这些准粒子的形成、激发、碰撞等动力学过程对电致发光起着十分重要的作用。极化子双极化子等通过激发、碰撞等过程将会生成极化子的激发态trion，trion的发现为提高发光二极管电致发光效率开辟了新的通道。 研究表明，外场、耦合作用、杂质离子等影响载流子的形成、稳定性和碰撞复合动力学性质，温度也是一个影响聚合物光电特性的重要因素。本文基于紧束缚近似的SSH模型和非绝热动力学方法，详细讨论了有机聚合物中trion动力学的温度效应。 温度对trion稳定性的影响 研究发现，粘滞系数不仅影响整个体系达到热平衡所需要的时间，而且也影响晶格振动强弱。在物理意义允许的范围内，粘滞系数越大，体系越容易达到热平衡状态，晶格振动越剧烈。温度效应将使电子吸收能量跳跃到更高能级，使得完好的trion演化为多个弱局域态，温度越高，局域性越弱。体系达到热平衡后，体系的晶格与电子之间存在能量交换。低温时，电子容易将能量转移给晶格，导致体系向外界释放能量，体系能量缓慢降低；高温时，晶格容易将能量转移给电子，导致体系吸收外界能量，体系能量缓慢升高。可以看出，trion的稳定性依赖于温度效应。 温度对正负trions碰撞动力学性质的影响 聚合物中电场作用下正负trions发生碰撞，复合形成激子、双激子以及trion的混合态。重点关注温度对其动力学过程影响，主要从晶格序参量、电荷分布、电荷占据数随时间的演化等方面进行分析。研究发现，较弱电场时，正负trions碰撞复合形成激子和双激子，其产率随着温度变化有一定的振荡，且振荡幅度较大；随着电场增加，虽然激子和双激子的产率随着温度变化有一定的振荡，但是振荡幅度减小。由此可见，温度和电场一样影响聚合物中正负trions碰撞动力学过程，尤其是影响激子和双激子的产率，因此，温度效应对有机聚合物光电性质的影响是不可忽视的。

目录

声明

1 绪 论

1.1 有机聚合物的应用

1.2 有机聚合物的结构及其元激发

1.3 有机聚合物中trion动力学性质的研究现状

1.4 本文的研究内容

2 理论模型与计算方法

2.1 聚合物的SSH模型及数值模拟方法

2.2 聚合物的动力学理论

2.3 研究温度效应的方法

3 聚合物中温度对trion稳定性的影响

3.1 粘滞系数的大小对体系的影响

3.2 晶格序参量、电荷分布以及能级的演化情况

3.3 体系能量的演化情况

3.4 小结

4 聚合物中温度对正负trions碰撞动力学性质的影响

4.1 正负trions碰撞的初始以及产物分析

4.2 正负trions的碰撞过程

4.3 小结

5 结 论

参考文献

致谢