Исследование материалов для органических светоизлучающих диодов оптическими методами дальнего и ближнего поля

• Автор: Буй Тьи Лап
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 123 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.
Глава 1. Литературный обзор.
§1.1. Электронно-возбужденые состояния.
1.1.1. Образование электронно-возбужденых состояний.
1.1.2. Излучательные переходы.
1.1.3. Безызлучательные переходы.
§1.2. Флуоресценция.
1.2.1. Флуоресцентная спектроскопия.
1.2.2. Определение абсолютного квантового выхода 18 люминесценции.
1.2.3. Флуоресцентные стандарты.
§1.3. Перенос энергии.
1.3.1. Процесс переноса энергии электронного
возбуждения.
1.3.2. Механизм Ферстера.
§1.4. Движение носителей заряда.
§1.5. Энергия Ферми и контактный потенциал.
§1.6. Свойство ГТВК.
1.6.1. Оптические свойства ПВК.
1.6.2. Электрические свойства ПВК.
§ 1.7. Сканирующая оптическая микроскопия ближнего поля.
Глава 2. Фотофизические свойства макрогетероцикланов.
§2.1. Экспериментальные установки.
2.1.1. ТАИР-1
2.1.2. БРЕСОШЗ М40
§2.2. Спектры поглощении и флуоресценции.
§2.3. Эффект «Антенны».
2.3.1. Структура «сэндвича» и «антенны»
2.3.2. Оптические свойства «сэндвича» и «антенны»
Глава 3. Измерение подвижности носителей заряда методом ТоБ.
§3.1. Методика.
§3.2. Эксперименты.
Глава 4. Сканирующая оптическая микроскопия ближнего
поля.
§4.1. Принцип работы сканирующего оптического
микроскопа ближнего поля.
§4.2. Установка.
4.2.1. Принципиальная схема установка.
4.2.2. Детали установки.
§4.3. Эксперименты.
4.3.1. Эталонные образцы.
4.3.2. Оптические свойства тонких пленок МЕН-РРУ.
Выводы.
Список Литературы.
Библиография.

Введение
Актуальность темы
В последнее время наблюдается огромный интерес к органическим материалам для нужд электроники, которые рассматриваются как альтернатива используемым неорганическим полупроводниковым материалам. Органические молекулярные системы обладают рядом несомненных преимуществ, в частности, важна их дешевизна, простота изготовления, экологическая чистота производства. Физические свойства данных материалов также привлекают пристальное внимание исследователей. Возможность использовать отдельные молекулы в качестве электронно-оптического устройства уже продемонстрировано в ряде уникальных экспериментов по люминесценции одиночных молекул порфирина при возбуждении туннельным током. Важными представляются исследования молекулярных агрегатов и кластеров, которые занимают промежуточное положение между молекулярными кристаллами и одиночными молекулами, сохраняя те или иные свойства обоих.
Особое внимание привлекают полимеры, в частности, сопряженные полимеры, которые обладают высокой электропроводностью, приближающейся к проводимости металлов. Образовалось два основных направления использования сопряженных полимеров: светоизлучающие диоды (LED- light emitting diode) и фотовольтаические ячейки (PV-photovoltaic cells). LED достигают квантовой эффективности до 7-9%, а PV-cells до 3-4%, что крайне важно для получения высокопроизводительных дисплеев и солнечных батарей нового поколения.
Новые органические материалы обладают рядом особенностей, связанных с их необычной структурой энергетических уровней и

[7], атомно-силовая микроскопия (AFM) [6] и сканирующая оптическая микроскопия ближнего поля (NSOM) [42, 43, 53].
Еще в середине прошлого века классическая микроскопия и спектроскопия достигла дифракционного предела разрешения. Но только в 1984г. Д. Поль (D. W. Pohl) базируясь на идеях туннельной и атомносиловой микроскопии предложил и построил первый сканирующий микроскоп ближнего поля (NSOM — Near-field Scanning Optical Microscope). Создание микроскопа позволило преодолеть предел Аббе.
Квантовая оптическая передача энергии высоко эффективна в пределах диапазона " Forster радиус " (определенного как расстояние, на котором есть шанс на 50 % для передачи. Таким образом, единственное (single) возбуждение могло быть поглощено образцом акцептора. Напротив, на основании закона Ламберта-Бера, около миллиарда фотонов необходимы [35], чтобы возбудить единственный акцептор в отсутствии других акцепторов. Кроме того, так как диапазон расстояний для прямой передачи энергии ограничен приблизительно 8 нм, сканирующая экситонная микроскопия, тем более ближнеполевая техника такая как STM или AFM, т.е. метод SExM, очень чувствительна в диапазоне до Юнм и гораздо менее чувствителен вне Юнм. Однако, в комбинации с обычным NSOM, диапазон может быть расширен на приблизительно 10СН-200нм (а при добавлении оптической микроскопии дальнего поля, к микрометрам и более).
Однако, необходимо делать различие между традиционным NSOM и сканирующей экситонной микроскопию. Традиционный NSOM может быть выполнен с активными световыми источниками, основанными на экситонном транспорте и тушении. Однако, в этом случае экситонный транспорт и тушение происходят только внутри источника, в то время как образец обрабатывается реальными недолговечными фотонам. Это иногда назвается [33, 34] молекулярной экситонной микроскопией (МЕМ).