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使用时间分辨光电电子显微镜观察 OLED 薄膜的电子动力学

有机发光二极管 (OLED) 广泛用于显示技术,也正在研究用于照明应用。因此,如果要充分利用这些设备的特性,全面了解这些设备非常重要。

筑波大学的研究人员使用时间分辨光电子发射显微镜直接观察了有机薄膜中的光激发电子动力学。他们的发现发表在 先进光学材料 .

OLED 显示器很受欢迎,因为它们明亮、轻便且不消耗大量电力。它们的输出是在激子(电子和电子空穴的组合)释放能量时产生的。然而,这种释放并非适用于所有 OLED 激子,这使得它们的整体效率较低。

为了解决这一限制,研究人员正专注于表现出热激活延迟荧光 (TADF-OLED) 的 OLED,其效率高达 100%。

然而,影响其性能的电子动力学的细节尚未完全了解。试图了解更多信息使用了定义不明确的模型,这意味着研究结果难以解释和应用于其他系统。

研究人员专注于一种称为 4CzIPN 的材料的单组分固态薄膜,并使用时间分辨光电电子显微镜 (TR-PEEM) 对其进行了研究。他们将他们的发现与使用更常用的时间分辨光致发光 (TR-PL) 方法进行的观察进行了比较,以试图确定以前未知的衰变过程的细节。

“固态薄膜是 OLED 的绝佳材料,因为它们使设备制造过程更简单,减少了常见的退化,并表现出出色的量子效率,” 解释研究通讯作者山田洋一教授。 “问题是我们仍然不完全了解激子发生了什么,所以我们有可能让它们变得更好。”

研究人员使用 TR-PEEM 成功检测了 TADF 固态薄膜的光激发电子动力学。通过与 TR-PL 结果进行比较,他们确定了他们认为是由激子解离形成的长寿命电子。

他们发现,形成的激子中多达 4% 可能会解离并被困在薄膜中。使用其他技术几乎没有注意到这一点的证据。

“除了检测到迄今为止尚未直接观察到的 TADF-OLED 中激子衰变的特征;我们还展示了 TR-PEEM 方法的潜力,” 山田教授解释道。 “我们相信我们的发现将为开发基于 OLED 的高效产品做出重大贡献。”

文章, “通过时间分辨光电子发射显微镜直接观察显示热激活延迟荧光的有机固体中的光激发电子动力学”, 发表于 先进光学材料 在 DOI:10.1002/adom.202100619。

来源: //www.tsukuba.ac.jp/en/

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