有機電子學概論

前言

　　在《有機電子學概論》一書即將出版之際，作者認為有必要將一些相關問題，簡單地加以說明。　　首先，是本書的書名。近年來“有機電子學”一詞的應用十分廣泛。不論在有關的學術專著、科學論文或商業(yè)廣告上，都可見到大量的以“有機電子學”一詞來泛稱相應的材料，或相關器件的開發(fā)與研究。甚至，如PPV的發(fā)明人之一，英國劍橋大學的R. Friend教授，也在為“Physics Today”所撰寫的文章“An Organic Electronic Primer”中以有機電子學作為文章的題目名稱。 因此，本書用《有機電子學導論》作為書名，似無不可。但仔細想來，它多少存在些問題。因為從內容上看，本書所側重的是對有機電子器件的材料，器件的制作和原理，以及所涉及的相關機制問題的討論。它與以研究電子元件、線路、網絡等問題為主線的傳統(tǒng)電子學，并不完全一致。因此，可以看出：用“有機電子學”來概括以有機分子和高分子材料為基的電子器件及相關問題，似乎并不全面。當然，在器件的制作中也會涉及對基本電子元件問題的一些討論。　　其次，本書是一本屬于編著性的書籍。雖說書中的部分內容與作者過去的研究工作相關。但更多的內容則是參考和借鑒近年來國內外大量學者的研究論文和相關的綜述文章。作者等不敢掠他人之美，特于此鄭重地加以說明?！　”緯卜质?。前五章屬于基礎性部分，內容包括：有機電子學的一般性討論；光化學與光物理，以及有機電子器件中的材料及電子過程等。由于電子材料與器件往往和光電子材料與器件相聯(lián)系，如OLED，有機半導體激光器，以及光生伏打效應——有機太陽能電池等。因此，本書特別對光化學及光物理相關的基礎問題介紹，給以較多注意。同時也適當?shù)貙τ嘘P器件制作和器件工作中存在的諸如：有機異質結的形成；電子與能量的轉移；有機材料中載流子的輸運、等與物理及物理化學有更多聯(lián)系的問題進行介紹。后五章則是對具體有機電子器件的討論，內容包括：有機電致發(fā)光二極管（OLED）；有機場效應晶體管(OFET)；有機光生伏打電池；熒光化學敏感器；有機半導體激光器等。值得指出的是：在對本書材料的組織上，除注意有關內容的介紹外，還對研究體系中所出現(xiàn)的某些新的科學現(xiàn)象比較重視。例如在器件內，在固體材料主-客體系中所出現(xiàn)的新的能量轉移機制等。這里可以看出：雖說“有機電子學”是一門應用性很強的學科，但在其研究和開發(fā)過程的大量工作中，仍然會對基礎科學提供有價值的規(guī)律性結果?！　≡诒緯膶懽鬟^程中，承化學工業(yè)出版社編輯的大力支持與鼓勵，使本書得以順利出版，作者等深表謝忱。作者也衷心感謝中國科學院理化技術研究所對于本書出版所給予的出版經費的支持。　　最后，必須提到的是：“有機電子學”不僅是一門新興的學科，而且還是一門綜合了諸如有機化學、導電高分子化學、材料科學、光化學與光物理、半導體物理學，以及界面物理與界面化學等多種學科交叉的邊緣科學。限于作者的知識與水平，在本書的編寫中，缺點與錯誤在所難免。尚祈讀者不吝指正，是以為感。

內容概要

有機電子學中涉及有機導體和超導體、有機半導體、有機絕緣體等方面的研究，目前有機電子學的研究主要集中在有機半導體等領域，相關的材料和器件的應用研究得到了日新月異的發(fā)展。     本書重點闡述了有機電子器件的材料、器件的制作和原理及所涉及的相關機制問題。主要內容包括：有機電子學的一般性討論；光化學與光物理，以及有機電子器件中的材料及電子過程等。有機電致發(fā)光二極管（OLED）；有機場效應晶體管；有機光生伏打電池；熒光化學敏感器；有機半導體激光器。     本書適合化學、物理、材料、電子學等領域的研究生及科研人員參閱。

書籍目錄

第1章 緒論   1.1 有機電子學的進展   1.2 有機電子材料的基本特征   1.3 有機半導體材料的結構   1.4 有機電子材料聚集體的行為特征   1.5 有機半導體（固體）中載流子的傳輸和極化子問題   1.6 有機電子器件生產制備的特點   1.7 展望   參考文獻 第2章 光化學與光物理基礎   2.1 引言   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）   2.3 分子的躍遷矩與分子內電子躍遷的選擇規(guī)則   2.4 激發(fā)態(tài)的能量轉移——Förster轉移、Dexter轉移以及其他轉移機制   2.5 激發(fā)態(tài)的電子轉移——Weller經驗公式與Marcus的經典電子轉移理論   2.6 分子聚集態(tài)的光譜行為   2.7 偏振光的形成、檢測與應用   2.8 瞬態(tài)光譜測定   參考文獻 第3章 有機電子材料的合成、結構和性能   3.1 引言   3.2 髙分子電子（半導體）材料   3.3 有機小分子電子（半導體）材料   3.4 電子給體與受體間的相互作用——電荷轉移絡合物的形成與“合成金屬”   3.5 有機分子在不同基底上的沉積與聚集（晶體）結構的形成   參考文獻 第4章 具有熒光發(fā)射能力的有機化合物的光化學   4.1 引言   4.2 有機化合物發(fā)光過程的討論   4.3 典型化合物——茋激發(fā)態(tài)的衰變   4.4 具有反式苯乙烯類結構的發(fā)光化合物   4.5 扭曲的分子內電荷轉移   4.6 環(huán)境因素對有機化合物發(fā)光行為的影響   4.7 有機化合物的發(fā)光行為與溶劑極性的關系   4.8 發(fā)光化合物的分子構象和發(fā)光行為的關系   參考文獻 第5章 有機電子材料的電子過程   5.1 引言   5.2 有機電子器件電流-電壓關系的兩種基本模式   5.3 界面的電子結構與能級排布   5.4 XPS（及UPS）的簡介與界面偶極的生成問題   5.5 有機層內載流子的傳輸問題   參考文獻 第6章 有機電致發(fā)光二極管   6.1 引言   6.2 OLED的發(fā)展歷史概況   6.3 小分子OLED的器件結構   6.3.1 器件中的異質結和能級關系   6.4 高分子的電致發(fā)光器件和發(fā)射磷光的OLED   6.5 器件量子產率的提高   6.6 有關OLED的老化和破壞問題   參考文獻 第7章 有機場效應晶體管 第8章 有機光生伏打電池 第9章 熒光化學敏感器 第10章 有機半導體激光器

章節(jié)摘錄

　　對有機半導體材料載流子的傳輸問題，有過大量的模式。從有機半導體材料較低遷移率的實驗事實出發(fā)，幾乎所有提出的模型都是以多次捕獲和多次釋放載流子的跳躍模式來解釋和討論其機制。這實際上對TFT中無定形硅材料載流子的傳輸機制討論具有相同的形式。因此可以說，對有機半導體內載流子傳輸問題的討論，是以無定形硅載流子傳輸?shù)恼J識為基礎的。有關這種傳輸類型，存在著兩種看法：即無序理論和極化子理論。這里僅對后者進行討論。按照極化子傳輸理論，可以認為載流子運動和分子振動間存在著密切的關系，即存在著電子和聲子之間的強烈作用。在有機半導體材料中，通過電子轉移可以實現(xiàn)載流子在固體內分子結點處的定域（形成極化子），并同時引起分子幾何狀態(tài)的變化。這種狀況和分子發(fā)生電子轉移時出現(xiàn)的分子重組相類似。通過載流子與聲子的作用，可以進一步使分子發(fā)生更大的形變，引起載流子向另一分子結點的跳躍，實現(xiàn)載流子的傳輸。圖1．19中列出的是分子被激發(fā)而形成激發(fā)態(tài)或接受電子而形成荷電狀態(tài)時，勢能面的變化。

圖書封面

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