目 錄
序
前 言
第1章 引言 1
1.1 有機(jī)材料概念及發(fā)展簡史 1
1.2 電子學(xué)與有機(jī)材料 4
1.3 有機(jī)半導(dǎo)體與無機(jī)半導(dǎo)體比較 6
1.4 有機(jī)光電材料中的電子過程及相關(guān)性質(zhì)簡介 8
1.5 有機(jī)電子學(xué)及其應(yīng)用簡介 13
1.5.1 有機(jī)場效應(yīng)晶體管 15
1.5.2 有機(jī)太陽能電池 17
1.5.3 有機(jī)電致發(fā)光 19
1.5.4 有機(jī)傳感器和存儲(chǔ)器 25
參考文獻(xiàn) 27
第2章 有機(jī)材料中的電子結(jié)構(gòu)與過程 29
2.1 有機(jī)分子內(nèi)成鍵及相關(guān)概念 30
2.1.1 固體物質(zhì)的成鍵方式 30
2.1.2 原子的電子軌道和電子云 31
2.1.3 原子之間的雜化軌道 32
2.1.4 a鍵與π鍵，單鍵、雙鍵與三鍵，飽和鍵與不飽和鍵 33
2.1.5 價(jià)電子、ρ電子、π電子和n電子 34
2.1.6 實(shí)例：化學(xué)成鍵與材料性質(zhì) 34
2.2 有機(jī)材料的電子結(jié)構(gòu)及相關(guān)理論簡介 40
2.2.1 分子軌道理論 40
2.2.2 配位場理論42
2.2.3 能帶理論 43
2.2.4有機(jī)材料中電子能級(jí) 46
2.3 有機(jī)材料分子間作用力及其晶體堆積方式 56
2.3.1 作用力 56
2.3.2 有機(jī)分子晶體結(jié)構(gòu) 60
2.4 有機(jī)材料中與光/能量相關(guān)的概念及電子過程 64
2.4.1 分子內(nèi)光激發(fā)態(tài)及其衰變過程 64
2.4.2 聚集分子中的激發(fā)態(tài)及衰變特點(diǎn) 69
2.4.3 光躍遷規(guī)律 80
2.4.4 激子的產(chǎn)生 90
2.4.5 激子的分類 91
2.4.6 激子輸運(yùn)能量傳遞/轉(zhuǎn)移 93
2.4.7 激子擴(kuò)散 100
2.4.8 激子的動(dòng)力學(xué)過程 101
2.4.9 物質(zhì)的發(fā)光 105
2.5 有機(jī)材料中與電學(xué)性能相關(guān)的概念及電子過程 116
2.5.1 有機(jī)材料電學(xué)性質(zhì)研究歷史 116
2.5.2 描述電學(xué)性質(zhì)的基本概念 118
2.5.3 有機(jī)材料中載流子類型 124
2.5.4 光生載流子 125
2.5.5 摻雜型載流子 126
2.5.6 注人型載流子 128
2.5.7 載流子注入效率 142
2 5 8 載流子輸運(yùn)的兩種極限模式 143
2.5.9 非晶(無序)有機(jī)材料中載流子遷移率的理論模型 144
2.5.10 導(dǎo)電有機(jī)材料 149
2.6 有機(jī)電子材料性能表征 155
2.6.1 熱穩(wěn)定性分析 155
2.6.2 HOMO/LUMO及三線態(tài)能級(jí) 156
2.6.3 載流子遷移率 158
2.6.4 功函數(shù)測量 164
2.6.5 發(fā)光量子產(chǎn)率 165
參考文獻(xiàn) 167
第3章 有機(jī)場效應(yīng)晶體管 170
3.1 場效應(yīng)晶體管發(fā)展簡史 170
3.2 有機(jī)場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu) 174
3.3 場效應(yīng)晶體管工作原理 175
3.3.1 聚集模式與耗盡模式175
3.3.2 n型和p型有機(jī)場效應(yīng)晶體管 178
3.4 有機(jī)場效應(yīng)晶體管器件性能表征 179
3.4.1 轉(zhuǎn)移特性曲線和輸出特性曲線179
3.4.2 線性區(qū)域、飽和區(qū)域和夾斷電壓 181
3.4.3 闊值電壓、亞闌值漂移、電流開關(guān)比 183
3.4.4 載流子遷移率 185
3.4.5 接觸電阻 188
3.5場效應(yīng)晶體管中的有機(jī)半導(dǎo)體材料 192
3.5.1 小分子與聚合物半導(dǎo)體材料在場效應(yīng)晶體管中應(yīng)用比較 192
3.5.2 P型有機(jī)半導(dǎo)體材料 194
3.5.3 n型有機(jī)半導(dǎo)體材料 205
3.6 有機(jī)場效應(yīng)晶體管的潛在應(yīng)用和挑戰(zhàn) 213
參考文獻(xiàn) 213
第4章 有機(jī)末陽能電池 216
4.1 太陽能電池簡介 217
4.2 太陽輻射光譜 222
4.3 有機(jī)太陽能電池的工作原理 224
4.3.1 激子產(chǎn)生光吸收過程 225
4.3.2 激子擴(kuò)散 227
4.3.3 激子解離(電荷的轉(zhuǎn)移和分離) 228
4.3.4 電荷的輸運(yùn)與收集 230
4.3.5 有機(jī)太陽能電池中的電流 233
4.4 有機(jī)太陽能電池的器件結(jié)構(gòu) 235
4.4.1 單層器件 235
4.4.2 雙層異質(zhì)結(jié)器件 236
4.4.3 本體異質(zhì)結(jié)器件 237
4.4.4 分子D-A結(jié)器件 238
4.4.5 疊層結(jié)構(gòu)器件 239
4.4.6 器件結(jié)構(gòu)的界面修飾 240
4.5 有機(jī)太陽能電池的性能表征 241
4.5.1 開路電壓和填充因子 241
4.5.2 器件的短路電流及其影響因素 242
4.5.3 有機(jī)太陽能電池器件的效率 243
4.6 有機(jī)光伏活性材料介紹 244
4.6.1 C60及其衍生物 245
4.6.2 喔吩類材料 246
4.6.3 PPV及其衍生物 249
4.6.4 芳香膠類材料 250
4.6.5 稠環(huán)芳香化合物 251
4.6.6 歌菁染料及葉琳金屬配合物 253
4.6.7 無機(jī)納米材料 254
4.6.8 碳納米管及石墨烯 254
4.6.9 同質(zhì)雙極D-A結(jié)材料 255
4.7 目前研究狀況及展望 257
參考文獻(xiàn) 260
第5章 有機(jī)電致發(fā)光 265
5.1 研究簡史 266
5.2 有機(jī)電致發(fā)光器件機(jī)理 268
5.2.1 電致發(fā)光種類 268
5.2.2 電荷注入 272
5.2.3 載流子輸運(yùn)及器件電流 288
5.2.4 載流子復(fù)合產(chǎn)生激子及其光輻射衰減過程 289
5.2.5 主體材料中摻雜磷光材料的電場激發(fā)過程和機(jī)制 292
5.3 有機(jī)電致發(fā)光的器件結(jié)構(gòu)及相關(guān)工作機(jī)制 298
5.3.1 主體發(fā)光與摻雜發(fā)光器件結(jié)構(gòu) 299
5 3 2 單層器件結(jié)構(gòu) 300
5.3.3 雙層器件結(jié)構(gòu) 301
5.3.4 三層器件結(jié)構(gòu) 302
5.3.5 多層器件結(jié)構(gòu) 303
5.3.6 白光器件結(jié)構(gòu) 305
5.4 有機(jī)電致發(fā)光器件表征 307
5.4.1 開啟電壓和驅(qū)動(dòng)電壓 307
5.4.2 發(fā)光效率 307
5.4.3 色度坐標(biāo) 309
5.4.4 白光的色溫及顯色指數(shù) 311
5.4.5 器件壽命 312
5.5 有機(jī)電致發(fā)光器件的功能材料研究進(jìn)展 313
5.5.1 OLED功能材料的一般研究方法 313
5.5.2 各類OLED功能材料 316
5.5.3 OLED功能材料的問題及挑戰(zhàn) 348
參考文獻(xiàn) 348
第6章 有機(jī)傳感 354
6.1 傳感的重要性 354
6.2 傳感的基本概念 356
6.3 有機(jī)傳感器的檢測機(jī)制 357
6.3.1 導(dǎo)電法 358
6.3.2 電位法 359
6.3.3 色度法 362
6.3.4 表面等離子共振法 366
6.3.5 石英晶體徽天平法 369
6.3.6 熒光法 370
6.4 有機(jī)傳感材料 377
6.4.1 小分子傳感材料 377
6.4.2 導(dǎo)電聚合物及熒光聚合物 380
參考文獻(xiàn) 383
第7章 有機(jī)存儲(chǔ) 384
7.1 存儲(chǔ)器簡介 384
7.2 有機(jī)光存儲(chǔ) 386
7.2.1 二維存儲(chǔ)光盤和三維存儲(chǔ)光盤 386
7.2.2 光盤及其相應(yīng)有機(jī)活性材料 388
7.3 有機(jī)電存儲(chǔ) 392
7.3.1 簡介 392
7.3.2 電阻型有機(jī)存儲(chǔ)的電壓-電流曲線特征 393
7.3.3 電阻型有機(jī)存儲(chǔ)器的活性材料研究進(jìn)展 396
參考文獻(xiàn) 402
第8章 有機(jī)激光 403
8.1 激光簡介 403
8.2 激光的基本組成及工作原理 404
8.3 激光特性表征 410
8.3.1 輸出頻率及波長 410
8.3.2 闊值增益系數(shù) 411
8.3.3 輸出功率 412
8.3.4 激光增益材料的放大自輻射特性 413
8.4 光泵浦有機(jī)激光 414
8.4.1 有機(jī)染料激光 415
8.4.2 有機(jī)半導(dǎo)體激光 417
8.5 電泵浦有機(jī)激光 419
參考文獻(xiàn) 420
《半導(dǎo)體科學(xué)與技術(shù)叢書》已出版書目 422