本章介紹有機材料的電子結構和各種光電過程, M25PE20-VMN6TP主要包括材料的分子內成鍵模式及能級結構、材料中的能量過程,以及材料中的載流子過程三個部分。在章節(jié)的最后,還簡述了有機光電材料的基本表征手段。本章首先闡述了有機分子內原子相互結合的成鍵模式(即化學鍵)及其理論,并說明通過不同化學鍵結合的材料具有不同的性質,其中共軛結構是有機光電材料的基本特征。為了研究有機材料的光電本質,必須了解有機材料的能級結構和能級分布,因此本章介紹了各種能級分布及其電子輸運理論,包括分子軌道理論、配位場理論和能帶理論。接著闡明了各種概念,包括最高占據能級、最低空置能級、電子親和能、解離能、價帶、導帶、能隙、電荷轉移態(tài)、真空能級、費米能級、功函數。鑒于有機材料的堆積方式對其能級排列及光電性能會產生各種影響,本章從分子間作用力出發(fā),闡述了有機晶體的幾種主要堆積模式。

   由于有機材料豐富的光電性質使它們在多種光電器件中得到廣泛應用。而決定有機材料光電特性的最根本因素是材料中激子和載流子的產生、輸運、轉移以及衰減或者猝滅的過程。本章詳細討論了上述過程。通過該部分的闡述,有助于揭示有機材料在各種光電器件中發(fā)揮作用的本質。具體地,針對有機材料能量的行為特點,以激子和激發(fā)態(tài)為對象,闡述了單線態(tài)、三線態(tài)、內轉換、系間竄越、自旋軌道耦合、光吸收和發(fā)射、Davydov分裂、基激復合物,裂變與聚變、stoke位移、FranGkˉCondon原理、Ⅱnstein方程、發(fā)光量子效率、F⒍ster與Dexter能量轉移、激子形成及衰減等。接著通過有機材料的幾個發(fā)光體系闡明有機材料發(fā)光特點。針對有機材料中載流子行為特點,相繼討論了電導率、電流密度、遷移率、載流子與陷阱能級、有機材料中載流子種類及其產生過程、電接觸、注人限制及空間限制電流、載流子輸運模式等。接著給出實例,討論了導電有機材料,包括小分子、聚合物、電荷轉移體系和純碳基材料。在這部分中,對⒛10年獲得物理諾貝爾獎的石墨烯做了介紹。當然,對材料光電性質的認識,離不開各種表征手段,因此本章的最后總結了對有機材料光電特性表征的基本方法。