有機(jī)電子學(xué)概論

第1章 緒論 1
1.1 有機(jī)電子學(xué)的進(jìn)展 1
1.2 有機(jī)電子材料的基本特征 4
1.3 有機(jī)半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu) 6
1.4 有機(jī)電子材料聚集體的行為特征 11
1.5 有機(jī)半導(dǎo)體（固體）中載流子的傳輸和極化子問(wèn)題 14
1.6 有機(jī)電子器件生產(chǎn)制備的特點(diǎn) 17
1.7 展望 18
參考文獻(xiàn) 18
第2章 光化學(xué)與光物理基礎(chǔ) 20
2.1 引言 20
2.2 分子激發(fā)態(tài)的形成與衰變（輻射衰變與非輻射衰變） 21
2.3 分子的躍遷矩與分子內(nèi)電子躍遷的選擇規(guī)則 25
2.4 激發(fā)態(tài)的能量轉(zhuǎn)移——F?rster轉(zhuǎn)移、Dexter轉(zhuǎn)移以及其他轉(zhuǎn)移機(jī)制 28
2.4.1 F?rster能量轉(zhuǎn)移機(jī)制 30
2.4.2 Dexter的電子交換能量轉(zhuǎn)移機(jī)制 32
2.4.3 載流子捕獲的能量轉(zhuǎn)移機(jī)制 32
2.4.4 能量轉(zhuǎn)移的敏化機(jī)制 35
2.5 激發(fā)態(tài)的電子轉(zhuǎn)移——Weller經(jīng)驗(yàn)公式與Marcus的經(jīng)典電子轉(zhuǎn)移理論 36
2.5.1 Marcus電子轉(zhuǎn)移理論 38
2.5.2 電子轉(zhuǎn)移的敏化問(wèn)題：有機(jī)分子的異質(zhì)結(jié) 41
2.6 分子聚集態(tài)的光譜行為 43
2.7 偏振光的形成、檢測(cè)與應(yīng)用 46
2.8 瞬態(tài)光譜測(cè)定 48
2.8.1 閃光光解技術(shù) 48
2.8.2 時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)技術(shù)對(duì)熒光壽命的測(cè)定 50
參考文獻(xiàn) 51
第3章 有機(jī)電子材料的合成、結(jié)構(gòu)和性能 52
3.1 引言 52
3.2 髙分子電子（半導(dǎo)體）材料 55
3.2.1 聚乙炔 57
3.2.2 聚對(duì)亞苯 60
3.2.3 聚亞苯基亞乙烯 62
3.2.4 聚雜環(huán)類(lèi)π-共軛導(dǎo)電聚合物 63
3.3 有機(jī)小分子電子（半導(dǎo)體）材料 66
3.4 電子給體與受體間的相互作用——電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物的形成與“合成金屬” 70
3.5 有機(jī)分子在不同基底上的沉積與聚集（晶體）結(jié)構(gòu)的形成 73
3.5.1 吸附分子與基底間的相互作用 74
3.5.2 有機(jī)小分子半導(dǎo)體在基底上的成膜 75
參考文獻(xiàn) 79
第4章 具有熒光發(fā)射能力的有機(jī)化合物的光化學(xué) 81
4.1 引言 81
4.2 有機(jī)化合物發(fā)光過(guò)程的討論 81
4.2.1 Stokes位移和 Franck-Condon 原理 83
4.2.2 熒光量子產(chǎn)率與分子的剛性平面結(jié)構(gòu) 84
4.2.3 分子熒光發(fā)射的物理參數(shù) 85
4.2.4 從分子勢(shì)能曲線來(lái)討論分子激發(fā)態(tài)的衰變行為 86
4.2.5 分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移化合物的重要性及其電荷密度的分布 87
4.2.6 有關(guān)具有π-共軛電子結(jié)構(gòu)化合物的精細(xì)調(diào)節(jié) 88
4.3 典型化合物——茋激發(fā)態(tài)的衰變 90
4.4 具有反式苯乙烯類(lèi)結(jié)構(gòu)的發(fā)光化合物 92
4.4.1 化合物分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移和發(fā)光的關(guān)系 93
4.4.2 分子結(jié)構(gòu)的受阻和橋鍵的引入 93
4.5 扭曲的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移 96
4.6 環(huán)境因素對(duì)有機(jī)化合物發(fā)光行為的影響 100
4.6.1 溶致變色效應(yīng) 100
4.6.2 溶劑和溶質(zhì)的相互作用以及激發(fā)態(tài)偶極矩的測(cè)定 103
4.6.3 溶劑極性的經(jīng)驗(yàn)性標(biāo)尺 105
4.7 有機(jī)化合物的發(fā)光行為與溶劑極性的關(guān)系 107
4.8 發(fā)光化合物的分子構(gòu)象和發(fā)光行為的關(guān)系 109
4.8.1 吡唑啉化合物 109
4.8.2 苯乙烯基吡嗪化合物結(jié)構(gòu)受阻與其發(fā)光行為的研究 111
4.8.3 結(jié)構(gòu)受阻的席夫堿類(lèi)化合物 112
4.8.4 氧鹽化合物的發(fā)光問(wèn)題 113
參考文獻(xiàn) 114
第5章 有機(jī)電子材料的電子過(guò)程 117
5.1 引言 117
5.2 有機(jī)電子器件電流-電壓關(guān)系的兩種基本模式 119
5.3 界面的電子結(jié)構(gòu)與能級(jí)排布 123
5.3.1 界面電子能級(jí)的一些基本概念 124
5.3.2 真空能級(jí)的定義 125
5.3.3 金屬與有機(jī)材料界面的電子結(jié)構(gòu) 127
5.3.4 有機(jī)層能帶的彎曲 134
5.4 XPS（及UPS）的簡(jiǎn)介與界面偶極的生成問(wèn)題 135
5.4.1 XPS的基本原理 135
5.4.2 UPS研究界面的幾個(gè)實(shí)例 138
5.4.3 有機(jī)-有機(jī)界面問(wèn)題的討論 139
5.4.4 真空能級(jí)位移變化的趨向和偶極層的來(lái)源 140
5.5 有機(jī)層內(nèi)載流子的傳輸問(wèn)題 142
5.5.1 無(wú)序誘導(dǎo)局域態(tài)模型 143
5.5.2 轉(zhuǎn)移積分t 的討論 144
5.5.3 有關(guān)共軛高分子鏈極化子問(wèn)題的討論 145
5.5.4 有關(guān)態(tài)密度問(wèn)題的討論 146
5.5.5 高斯態(tài)密度 146
5.5.6 指數(shù)態(tài)密度 149
5.5.7 有機(jī)晶體材料中載流子遷移過(guò)程 150
參考文獻(xiàn) 151
第6章 有機(jī)電致發(fā)光二極管 153
6.1 引言 153
6.2 OLED的發(fā)展歷史概況 156
6.3 小分子OLED的器件結(jié)構(gòu) 158
6.3.1 器件中的異質(zhì)結(jié)和能級(jí)關(guān)系 158
6.3.2 染料摻雜的OLED和能量轉(zhuǎn)移問(wèn)題 159
6.3.3 OLED器件的功能評(píng)價(jià)與功率效率 165
6.4 高分子的電致發(fā)光器件和發(fā)射磷光的OLED 166
6.4.1 三重態(tài)激子的形成和發(fā)射磷光的OLED 167
6.4.2 藍(lán)色三重態(tài)發(fā)光化合物的研究及吸熱的能量轉(zhuǎn)移 172
6.5 器件量子產(chǎn)率的提高 176
6.5.1 器件的輸出偶合 177
6.5.2 在電極與有機(jī)層間插入緩沖層以提高器件工作效率的問(wèn)題 178
6.6 有關(guān)OLED的老化和破壞問(wèn)題 178
參考文獻(xiàn) 179
第7章 有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管 181
7.1 引言 181
7.2 OFET的基本結(jié)構(gòu)模式和工作原理 184
7.3 OFET中的各種影響因子 186
7.4 OFET中的材料問(wèn)題 188
7.4.1 聚合物材料 189
7.4.2 小分子材料 190
7.4.3 n-型有機(jī)半導(dǎo)體材料 191
7.4.4 電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物與TTF型材料 192
7.4.5 單晶材料 195
7.5 OFET源、漏電極的兩種接觸方式：頂接觸和底接觸 196
7.6 OFET器件的制備方法和應(yīng)用 198
7.6.1 OFET器件的制備 198
7.6.2 OFET應(yīng)用舉例 202
7.7 結(jié)語(yǔ) 203
參考文獻(xiàn) 203
第8章 有機(jī)光生伏打電池 206
8.1 引言 206
8.2 有機(jī)光生伏打電池的發(fā)展歷史 208
8.3 有機(jī)光生伏打電池的材料問(wèn)題 212
8.4 有機(jī)光生伏打電池的工作過(guò)程及光-電轉(zhuǎn)換的基本原理 217
8.5 幾種不同模式的有機(jī)光生伏打電池 221
8.5.1 單層及雙層異質(zhì)結(jié)的有機(jī)光生伏打電池 221
8.5.2 體相異質(zhì)結(jié)的有機(jī)光生伏打電池 222
8.5.3 擴(kuò)散雙層異質(zhì)結(jié) 223
8.6 有機(jī)光生伏打電池中的一些重要參數(shù) 223
8.6.1 開(kāi)路電壓 223
8.6.2 短路光電流 224
8.6.3 填充因子 225
8.7 器件制備工藝的討論 226
8.8 器件的改進(jìn) 228
8.8.1 擴(kuò)大陽(yáng)光的吸收范圍 228
8.8.2 器件工程和載流子傳輸?shù)母倪M(jìn) 228
8.8.3 納米尺寸形貌學(xué)對(duì)器件工作的影響 229
8.8.4 納米形貌的控制 231
8.9 有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合光子天線系統(tǒng) 233
參考文獻(xiàn) 235
第9章 熒光化學(xué)敏感器 238
9.1 引言 238
9.2 分子接受體的原理和設(shè)計(jì) 239
9.2.1 陽(yáng)離子接受體 239
9.2.2 陰離子接受體 243
9.2.3 中性分子接受體 249
9.3 中繼傳遞的機(jī)制和設(shè)計(jì) 254
9.3.1 光誘導(dǎo)的電子轉(zhuǎn)移機(jī)制 255
9.3.2 光誘導(dǎo)的能量轉(zhuǎn)移機(jī)制 258
9.3.3 因構(gòu)型轉(zhuǎn)變而引起發(fā)光變化的機(jī)制 259
9.3.4 其他的作用機(jī)制 261
9.4 有關(guān)報(bào)告器的討論 264
9.4.1 稠環(huán)芳烴化合物 265
9.4.2 分子內(nèi)共軛的電荷轉(zhuǎn)移化合物 266
9.4.3 金屬中心的發(fā)光體系 267
9.5 熒光敏感器的一些新進(jìn)展 268
9.6 結(jié)語(yǔ) 270
參考文獻(xiàn) 271
第10章 有機(jī)半導(dǎo)體激光器 273
10.1 引言 273
10.2 有機(jī)半導(dǎo)體材料和器件內(nèi)的光物理問(wèn)題 275
10.3 有機(jī)半導(dǎo)體材料的增益問(wèn)題 279
10.4 激光共振腔 282
10.4.1 微腔激光器 285
10.4.2 Fabry-Perot波導(dǎo)激光器 286
10.4.3 微環(huán)及微球共振器 286
10.5 衍射共振器 287
10.5.1 一維的分布-反饋共振器 289
10.5.2 二維的分布-反饋共振器 290
10.6 有機(jī)半導(dǎo)體激光器的制備 290
10.7 激光器的工作特征 292
10.7.1 激光器輸出的功率問(wèn)題 292
10.7.2 激光器激光的時(shí)間特征 293
10.7.3 激光器的使用壽命問(wèn)題 293
10.7.4 激光器的光譜性質(zhì) 294
10.7.5 激光光束的性質(zhì) 294
10.8 一些有機(jī)固體激光器的實(shí)例 294
10.8.1 以D-C電驅(qū)動(dòng)的有機(jī)小分子發(fā)光二極管的放大自發(fā)發(fā)光現(xiàn)象 295
10.8.2 以分布Bragg反射器（DBR）為共振腔的有機(jī)固體激光器 296
10.8.3 光激發(fā)的以分布-反饋（DFB）結(jié)構(gòu)為共振腔的有機(jī)固體激光器 297
10.8.4 以電脈沖激發(fā)OLED所得高亮度電致發(fā)光為激發(fā)光源的嘗試 298
10.8.5 以電激發(fā)的有機(jī)固體激光腔實(shí)例 300
10.9 結(jié)語(yǔ) 302
參考文獻(xiàn) 302