杂质可提高聚合物发光二极管的效率

分子动力学模拟表明，聚合物发光二极管神奇的高效率来自于它们的聚合物链中的三重态激子和分子杂质中的不成对电子之间的相互作用。

聚合物发光二极管（PLED）是一种含有单层发光聚合物的器件，夹在两个金属电极之间。当金属层向聚合物中注入电子和空穴时，它们会产生光，从而产生畸变，从而形成两种不同类型的电子-空穴对：发光单峰或非发光三重态。

以前的理论认为，这两种类型之间的比例应该在1:3左右，这将产生25%的光发射效率。然而，随后的实验表明，实际值可以高达83%。来自中国的Yadong Wang领导的中国物理学家在 European Physical Journal B 杂志上发表的一项新研究发现，通过三重态激子和嵌入聚合物中的杂质之间的相互作用，可以达到这种比预期更高的效率。

由于其科学价值和商业价值，聚合物发光二极管正在成为一个越来越受欢迎的研究领域。Wang的研究小组的发现现在可能会有助于这种设备在未来得到更广泛的应用。在聚合物发光二极管聚合物层中，激子是通过极化子的复合而产生的，极化子是一种电子在固体材料中移动时形成和消失的电荷畸变。然而，还必须涉及到其他机制来解释为什么它们的发光效率比以前的理论预测的要高得多。一种观点认为，聚合物发光二极管的电学和光学性质受到分子杂质中俘获的不成对电子的强烈影响。

Wang和他的同事通过分子动力学模拟探索了这个想法，这使得他们能够重现聚合物链中一个不发光的三重态激子和一个不成对的杂质电子之间的碰撞。他们的计算表明，发光的单重态激子是这一反应的主要产物；它们的总比例随杂质的大小及其与聚合物链的耦合程度而变化。这一结果首次提供了确凿的证据，证明杂质可以显著提高聚合物发光二极管的效率，并为所涉及的分子机制提供了新的线索。

原文链接：https://phys.org/news/2020-09-impurities-polymer-efficiencies.html