OLED中电子自旋的完全极化
介观与纳米尺度物理
2021-04-28 v1
摘要
在低温与高磁场下，有机发光二极管（OLED）中的电子与空穴自旋发生极化，使得复合优先形成分子三重态激发态物种。对于低器件电流，磁电致发光（MEL）完美遵循玻尔兹曼激活，意味着近乎完全的极化结果。随着电流增大，MEL效应因自旋极化被载流子在器件内驻留时间缩短所抑制而减弱。在此条件下，出现一个额外的场依赖过程影响自旋依赖复合，其似乎与三重态激子的积累及与自由电荷载流子的相互作用有关。高场下电致发光（EL）的抑制本身并不能严格证明电子自旋极化。因此我们直接在双单重态-三重态发光OLED中探测复合自旋统计的变化，其显示磷光强度随荧光受抑而同步上升。这些材料中有限的自旋轨道耦合导致电子与空穴有效g因子（Δg）的微观分布，即拉莫尔频率的分布，从而在电子-空穴对内随外加场发生单重态-三重态混合。该对中的Δg效应进一步抑制单重态激子形成，叠加于各载流子的热自旋极化之上。由于Δg过程涉及弱束缚载流子对而非自由电子与空穴，与热自旋极化相反，该效应不显著依赖于电流或温度。
引用
@article{arxiv.2010.08313,
title = {Complete polarization of electronic spins in OLEDs},
author = {Tobias Scharff and Wolfram Ratzke and Jonas Zipfel and Philippe Klemm and Sebastian Bange and John M. Lupton},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.08313},
year = {2021}
}