多分子激发态中振动耦合的光谱分析

伴随分子内与分子间几何弛豫的多分子激发态在有机半导体的光学与电光研究及应用中常见，例如激基缔合物（excimers）或电荷转移态。理解这些态的动力学对于改进如发光二极管与太阳能电池等有机器件至关重要。然而，其完整的微观描述需要诸如 ab-initio 量子化学计算等复杂工具，这些工具计算成本高昂，且易因假设与迭代算法过程而出错。因此，光谱数据分析通常仅在唯象层面进行。此处，我们提出一个工具包来分析温度依赖发光数据，并初步洞察相关分子系统的微观参数。借助考虑单一有效分子间振动模式及基态与激发态不同势的 Franck-Condon 基方法，我们得以解释此类多分子态的发光光谱。我们证明，通过采用某些合理简化，电荷转移态与激基缔合物的发光在从低温到高于室温的温度范围内均可被满意地重现。我们给出了模型的半经典与量子力学描述，并在两种情形下通过分析非晶给体-受体异质结 tetraphenyldibenzoperiflanthene:C$_{60}$ 以及多晶锌酞菁（zinc-phthalocyanine）的温度依赖发光，展示其适用性，从而重现发光光谱并提取如激基缔合物结合能等相关系统参数。