纯Rubrene器件中极化子对的系间窜越与高能三重态激子的反向系间窜越过程“消失”的原因

作者：王辉耀; 宁亚茹; 吴凤娇; 赵茜; 陈敬; 朱洪强; 魏福贤; 吴雨廷; 熊祖洪

来源：Acta Physica Sinica, 2022, 1-22.

• 红荧烯
• 磁电致发光
• 系间窜越
• 高能态反向系间窜越

有机发光二极管(OLEDs)中电致发光磁效应(magneto-electroluminescence， MEL)是一种能够揭示多种激发态微观过程的探测工具. 最新研究成果表明: 将低浓度的红荧烯(Rubrene)分子掺杂在一定主体作为发光层的OLEDs中， 存在一种高能三重态激子(T_(2， Rub))的反向系间窜越过程(HL-RISC， S_(1， Rub) ← T_(2， Rub)). 但本工作中我们发现: 以Rubrene作为纯发光层且其两边的载流子传输层也不存在T_(2， Rub)激子的能量损失通道的OLEDs中， 在室温下只观察到单重态激子(S_(1))的分裂过程(S_(1)+S_(0) → T_(1)+T_(1))， 却没能观察到该T_(2， Rub)激子的HL-RISC过程; 而且， 最基本的因电子和空穴在纯Rubrene发光层中直接注入形成极化子对(polaron-pair， PP_(1)和PP_(3))的系间窜越过程(ISC， PP_(1) → PP_(3))也没能观察到. 为了揭示该反常现象背后的微观物理机制， 我们以纯Rubrene和把浓度为5 wt%的Rubrene为掺杂剂作为发光层来制备器件， 并对两种器件的MEL进行变温实验， 对所得实验结果的比对分析后发现: 室温下PP态的ISC和T_(2， Rub)激子的HL-RISC产生的MEL正好完全相互抵消， 这是采用MEL在纯Rubrene作为发光层的OLEDs中同时观察不到ISC和HL-RISC的物理原因， 这种如此巧合的物理现象在文献中还未曾报道.

• 单位
  重庆师范大学; 西南大学; 电子工程学院