能量弛豫动力学与有机发光二极管中的普适尺度定律

电子-空穴(e-h)捕获于发光共轭聚合物(LCP)中，通过多能级电子系统耦合声子浴的耗散动力学进行建模。通过混合量子态模拟注入的e-h对，其通过声子驱动的内部转化过程弛豫至低能的电荷转移(CT)和激子(XT)态。该基于PPV的双能带聚合物模型反映了PPV并涉及与弗兰克-康普顿活跃C=C伸缩和环扭转动耦合的单激发构象相互作用态(S)和三重态(T)。我们专注于长链PPV，考察最初分离的CT对的复合动力学。我们的模型计算表明，S和T复合按照由近e-h对称性决定的分支两步机制进行。初始弛豫迅速发生，约有一半的人口进入激子($S_{XT}$或$T_{XT}$)，而剩余部分被锁定在亚稳态CT态中。尽管$S_{CT}$和$T_{CT}$的形成速率几乎相等，但$S_{XT}$的形成速度约为$T_{XT}$的两倍，这与这些系统的实验观察相符。此外，破坏e-h对称性会抑制XT到CT的分支比率用于三重态，并因偶子-偶子在构成间和非构成间配置之间的相互作用，为单极态打开一条缓慢的CT$\to$ XT转换通道。最后，我们的计算得出链长与单极/三极分支比率之间存在显著的线性关系，这可以用相应最终激子态的结合能以及单极-三极能隙随链长变化的尺度效应来解释。