激子复合区厚度对有机磁效应的影响

李东梅; 王观勇; 张巧明; 游胤涛; 熊祖洪

doi:10.7498/aps.62.067801

摘要

在常规型有机发光二极管的基础上, 通过改变发光层tri-(8-hydroxyquinoline) aluminum (III) (Alq3)厚度, 研究了激子复合区厚度对有机发光二极管磁效应的影响.测量了器件在不同温度及偏压下电致发光及注入电流在外加磁场作用下的变化, 着重研究了低温下的有机磁电导效应和有机磁电致发光效应.实验发现, 低温(50 K)高磁场 (500 mT)下, 器件表现出随Alq3厚度的减薄, 磁电导值由正到负再到正的非单调变化.利用磁场调控的超精细相互作用、磁场抑制的三重态激子-电荷反应以及激子在界面的淬灭效应, 对有机磁电导在低温下表现出的现象进行了定性的解释.实验结果表明, 通过改变激子复合区的厚度, 可以实现对激子浓度的有效调节, 进而实现对有机磁电导和磁电致发光效应的调节. 该研究进一步丰富了有机磁效应的实验现象, 同时提供了一种调控有机磁效应的手段.

关键词:

Abstract

In this work we explore the influence of the exciton recombination zone (RZ) on magnetic-field effect in tris-(8-hydroxyquinolinato) aluminum (Alq3) based organic light-emitting diodes by changing the thickness of Alq3. The magneto-electroluminescence and magneto-conductance (MC) in these devices are investigated at various temperatures and bias voltages. It is found that the sign of MC changes from positive to negative, and then back to positive with the reduction of the thickness of Alq3 at 50 K. The phenomenon observed is ascribed to the change of the exciton density in the exciton RZ. Based on the mechanisms including the hyperfine mixing, the triplet-charge interaction and interfacial dissociation or quenching of excitons, the observed results are explained qualitatively.

Keywords:

作者及机构信息

1.
西南大学物理科学与技术学院, 发光与实时分析教育部重点实验室, 重庆 400715;

2.
复旦大学, 应用表面物理国家重点实验室, 上海 200433

基金项目: 重庆市科委自然科学基金(批准号: 2010BA6002)、复旦大学应用表面物理国家重点实验室开放课题(批准号: KL2011_06)、国家自然科学基金(批准号: 10974157)和国家级大学生创新训练计划(批准号: 201210635129)资助的课题.

Authors and contacts

1.
School of Physical Science and Technology, MOE Key Laboratory on Luminescence and Real-Time Analysis, Southwest University, Chongqing 400715, China;

2.
Surface Physics Laboratory (National Key Laboratory), Fudan University, Shanghai 200433, China

Funds: Project supported by Nature Science Foundation of Chongqing, China (Grant No. 2010BA6002), the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 10974157), the Open Project Support by State Key Laboratory of Surface Physics and Department of Physics, China (Grant No. KL2011_06), and the National University Student Innovation Program, China (Grant No. 201210635129).

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