研究目的
研究超材料结构对液晶有机半导体薄膜中电子转移过程供体-受体距离依赖性的影响。
研究成果
超材料结构的存在使电荷复合的势垒高度β显著提高了63%，这归因于对介电常数的非局域效应以及重组能与给体-受体距离的变化关系。这一发现表明，通过超材料工程有望主动调控有机光电器件中的电荷转移动力学过程。
研究不足
该研究未探讨电子转移速率随给体-受体距离增加而呈现的非单调行为，这一现象本可为电荷转移动力学提供更多见解。此外，实验装置仅限于特定的给体-受体分子和超材料构型。
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由超材料结构控制的供体-受体距离依赖性电荷转移动力学
DOI：10.1021/acsphotonics.9b01177
期刊：ACS Photonics
出版年份：2019
更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要：
控制给体-受体分子中电荷转移动力学的能力对高效光电器件至关重要。电荷转移动力学由特定介电环境下给体-受体电荷的热力学特性决定。已有研究表明，超材料结构能通过介电常数的非局域效应调控固定给体-受体间距有机薄膜中的电荷分离与复合过程。本研究报道了超材料结构对液晶有机半导体薄膜中电子转移过程（其发生与给体-受体间距相关）的影响。通过检测三种不同给体-受体间距下的电荷复合速率发现：在金属-介质多层超材料结构存在时，势垒高度β从0.084 ??1增至0.137 ??1（增幅达63%）?；贛arcus电荷转移理论，我们证明与玻璃基底相比，多层超材料基底上更大给体-受体间距产生的驱动力增强是导致势垒升高的主要原因。该研究将为实现更高效的电荷转移相关混合有机光电器件提供重要突破。
作者：
Kwang Jin Lee，Yiming Xiao，Eun Sun Kim，Fabrice Mathevet，Loic Mager，Olivier Cregut，Frédéric Fages，Jean-Charles Ribierre，Jeong Weon Wu，Anthony D'Aléo
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