非正则BCS态.pdfVIP

第一 章 高分子 中的三重态 发光 高分子 中可 以存在新 的发光途 径 的重要原 因在于 自陷效应 。高分子 具有 单双 键 交 替 的链 状 结构 ，这种 键 结构容 易发生扭 曲变 形 。载子与 晶格 的相 互作用 ，会 引起 键 结构 改变 ，从而形 成 新 的束 缚态 。相较 于无机 半 导体 ， 自陷效应在有机 高 分子中特别显著。因此在导电高分子中，载子不再是电子或空穴，而是极化子 [9一11」。 由于激 子 是 电中性 的 ，它在 外 电场 的作用 下 不会 运 动 。电子或 空穴 带有 电荷 ， 所 以在 外 电场 作用 下 ，激 子会 同 电子 或 空穴 发 生碰 撞 。这 时有 两种 作 用会 使 它们 形 成 束 缚 态 ，也 就 是 带 电激 子 。其 一 是 电 中性 的激 子 在 电子 或 空穴 的作 用 下发 生 极化 。另一 因素就 是在 自陷效应 作 用 下 ，带 电激 子 比分 离 的 电子 (空穴 ) 和 激 子 具 有 更 稳 定 的键 结构 。 带 电激 子 发光 的前提 条件 是 二 重 态激 子要 与 一个 电子 或 空穴相碰 。如果三 重 态 激 子 在 其 寿 命 r 内没 有 遇 到 电子 (空 穴 )，它 会 因非 辐 射 衰 变 而 消 失 。所 以载 子 的流 密度 j 必 须 大 于 某 个 阀值 。如 果 激 子 的散射 截 面 是 J ，在 它 的寿命 内有 j 。川 e 个 载 子 与其 发 生碰 撞 。带 电激 子 发 光 的条件 是 这 个 数 目必须 大 于一 ，也就 是 j e /盯 (l) 下 图是 自旋 为 1/2 和 3/2 的带 电激 子 的能级 示意 图 。在 能 带 的 中部 有 四个 分 图 (l) 自旋 分别 为 1/2 和 3/2 的激 子 的能带和 占据 数 离 的能级 ，其 中笋，和 梦3具 有奇 宇称 ，梦2和 笋4具有 偶 宇称 。根据 不相 容 原理和 宇 称 守恒 ，C 石/2可 以发光 ，而 C 乃/2不 能发 光 。 对于c 石/2 ，当班，上的电子跃迁到笋2时，能带结构发生变化 。图 (2) 示意 了新 的能带 结构 。在 能带 的 中部有 两个 分 离 的能级 ，具 有偶 宇称 的 梦’.被两个 电 子 占据 ，奇 宇称 的 梦’2上 有 一 个 电子 。这 个 新 的结 构 就 是 一 个 处 于 激 发状 态 的极 化 子 p * 。 图 (3) 中分 别 是 砰’}和 梦’2 的波 函数 。 平 哄，一-4 轰一 乙 f }}}}}}}}}} }}ll}}}lll 图 (2 ) 受 激 极 化 子 的 能 带 和 占据 数 一书CC乃卜由佗鸳。 用 . 42八 ‘ 卜卜 . 0 仑0 U八r月!，，1卜 2 0 4 0 6 0 仑0 1 0 0 5 ite 叫 (odd) C O 乞 C O 日 山 霉一2“ 0 2 0