区间分段有机晶体的空间分辨性洞态动力学
光学
2025-07-30 v1 材料科学
摘要
在有机半导体材料中，Rubrene 因其优异的空穴迁移率、发光量效率和洞态迁移距离而居于不逊于众。本文制备了一种新型的 Rubrene 微晶体，其呈正交相结构，表现出具有不同光致发光(PL)特征的区间分段表格形域。这些区域的PL光谱和时间演化特征不同，源于正交单元在晶面内相对于晶体表面的不同取向。通过极化光学显微镜、荧光寿命成像显微镜(FLIM)和原子力显微镜(AFM)对样品进行表征，分别揭示了晶体取向、荧光寿命和光致发光光谱。空间分辨PL光谱表明，650 nm 红移发光带的极化方向与跃迁偶极矩一致，由于激发极化方向与跃迁偶极矩的重合，导致光吸收显著增强，并局部于特定区域的晶体中。检测到的光子来源于亲核三重态对的直接发射或其融合。该发光带表现出纯单指数动力学，寿命为3.7纳秒。后续时段的三重态融合行为可在幂律尺度和随机游动框架下处理。通过描述亲核和非亲核洞态融合过程的速率方程，对空间分辨PL动力学进行定量解释。这些发现引入了一种基于材料的策略，为光子学应用和光能收集开辟了新路。
引用
@article{arxiv.2507.21294,
title = {Zone-sectored organic crystals with spatially resolved exciton dynamics},
author = {Moha Naeimi and Tim Völzer and Regina Lange and Kevin Oldenburg and Stefan Lochbrunner and Ingo Barke and Sylvia Speller},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.21294},
year = {2025}
}