磁场对有机电致发光的影响.pdf

第56卷第5期2007年5月 物理学报 V01．56，No．5，May，2007 1000-3290／2007／56(05)／2979-07ACTAPHYSICASINICA @2007 Chin．Phys．Soe． 磁场对有机电致发光的影响* 王 振 何正红 谭兴文 陶敏龙 李国庆 熊祖洪’ (西南大学物理科学与技术学院。重庆400715) (2006年9月27日收到；2006年lO月13日收到修改稿) T范围内的磁 制备了常规有机发光二极管ITO／NPDIAkbIIJiFlld，测量了该器件发光的磁场效应．发现尽管在1 场对发光层m啦的光致发光没有影响，但磁场作用下器件的电致发光(MEL)却呈现出明显的磁效应，且MEL与器 件的偏压有很强的依赖关系：在小偏压时，随着磁场的增加MEL是单调递增，且在大小约为40kA／m的磁场下达到 饱和，之后即使磁场增大到约1T的情况下也没有变化；但当偏压变大时，MEL则呈现先增加，在40kA／m处达到峰 值后却又减弱，而且偏压越大该MEL的减弱则越明显．对所观察到的实验结果进行了定形解释，即三线态激子相互 淬灭产生单线态激子和三线态激子与器件中的非平衡载流子相互作用是此效应的物理机理． 关键词：有机发光，磁场效应，激子淬灭 PACC：7865T，7430G，7135 且该饱和特性与器件的偏压没有关系¨引；另外，从 1．引 言 厚度为0．5nm的LiF器件中得到了最大为8％的发 有机半导体因其在平板显示、薄膜三极管和太 阳能电池的重要应用正受到科学界和企业界的广泛 关注¨-9]．最近，电子自旋在有机半导体的相干传输 件结构也得到了类似的结果，只是饱和场变大到 和有机发光的磁场效应开始成为又一个热点研究方 400 向n卜1引．有机电致发光是从器件负电极注入的电子 与从正电极注入的空穴的辐射复合形成发射态的结 Alq，／u／m中同样也得到了类似的结果，不过他们还 果．这些元激发的物理本质及其弛豫机理对于有机 发现当器件的ITO正电极被贵金属Au或铁磁材料 光电子学和有机磁电子学的理论和实际应用都具有 Co以及“／m负电极被顺磁材料钇(Y)或铁磁材料 非常重要的意义，在阐明这些基本问题(如发射态的 钆(Gd)代替后，器件发光的磁场效应(MEL)在饱和 形成机理以及载流子的自旋相干传输等)方面磁场 之后随着磁场的进一步增加却又衰减，在2T的磁 将是一种非常有用的手段¨7-悖1．Odaka等人报道了 磁场对有机二极管ITO／4，4’．bis[Ⅳ一(1-napthyl)．N． 可达20％的衰减¨引．本文制备了有机发光研究中最 nm)／ phenyl．amino]biphenyl(a—NPD)／LiF(0，0．2，0．5 tris．(8-hydroxyquinolino)aluminum(Alq3)／“F／m发光 采用Au，Co和Y，Gd等这些材料，器件发光的磁场 (EL)的影响，发现室温下不管NPD与mq，之间的 效应(MEL)与器件上所加偏压有明显的依赖关系， kA／m kA／m LiF厚度是这三个值中的任何一个，在施加40 即在小偏压下器件的MEL是单调递增且在40 的磁场下，该器件EL的变化率