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光伏混合材料中的半导体碳纳米管：以pTB7:PC<sub>60</sub>BM:(6,5)单壁碳纳米管为例
摘要： 碳纳米管与共轭聚合物及富勒烯衍生物的复合物是一种复杂的纳米复合材料体系，因其光伏特性近期引起了广泛研究兴趣。因此，深入理解此类材料中的激子动力学对于提升激子太阳能电池效率具有重要意义。本研究探究了三元体系的光物理性质，该体系由聚合物PTB7、富勒烯衍生物PCBM与(6,5)单壁碳纳米管复合而成。我们重点揭示了单壁碳纳米管在激子解离和电荷转移过程中的贡献。这些发现有助于开发此类多组分体系在有机光伏乃至更广泛光电子学领域的应用。
关键词： 激子动力学、PCBM（富勒烯衍生物[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯）、光伏共混物、PTB7（聚[2,6-(4,4-双(2-乙基己基)-4H-环戊并[2,1-b;3,4-b']二噻吩)-alt-4,7-(2,1,3-苯并噻二唑)]）、单壁碳纳米管、碳纳米管
更新于2025-10-22 19:40:53
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光合细菌I型同源二聚体反应中心中激子态与超快能量传递的理论模型
摘要： 为解释适度嗜热螺旋菌I型同源二聚体反应中心（hRC）中快速的激发能转移过程，我们提出了一种简明的激子动力学理论模型；该结构近期被鉴定并显示与植物/蓝藻光系统I（PSI）反应中心相似。该激子态模型主要基于hRC上54个细菌叶绿素g（BChl-g）、4个BChl-g′和2个叶绿素a（Chl-a）的几何构型，并假设色素位点能量值恒定，较好地复现了hRC的吸收光谱。该模型还能对hRC上的激子动力学进行数值分析，其结果可与激光光谱实验获得的衰减关联光谱进行对比。模型表明，相较于PSI（其几乎同源位置的色素为Chl-a），BChl-g更强的跃迁偶极矩以及hRC上离域激子态更高的相干性共同促进了更快的能量转移。
关键词： 叶绿素、光系统I、细菌叶绿素、激子动力学、能量传递、反应中心
更新于2025-09-23 15:21:21
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理解有机发光二极管从磁场效应中的退化
摘要： 磁场效应对有机发光二极管电致发光的影响常被用于表征激子动力学过程，如生成、湮灭及性能退化。然而解读这些效应颇具挑战。我们发现，有机发光二极管的磁场效应可通过源于极化子对与三重态激子猝灭过程（如三重态-极化子相互作用和三重态-三重态湮灭）的器件特性磁响应来理解。器件退化与磁场效应幅度存在明确关联，从而实现无损退化测量。该研究结果与提出的机制深化了对有机发光二极管磁场效应及器件退化现象的认识。
关键词： 磁场效应、器件退化、有机发光二极管、三重态-极化子相互作用、三重态-三重态湮灭、激子动力学
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过荧光寿命成像测量揭示单层和多层WSe?中激子动力学的层依赖特征
摘要： 二维（2D）过渡金属硫族化合物（TMD）材料因其卓越的电子和光学特性引起了显著关注。然而，关于其复杂激子特性及预期会影响光电器件性能的激子动力学过程，目前知之甚少。荧光过程能很好地揭示激发后激子跃迁的过程。本研究首次通过荧光寿命成像显微镜（FLIM）探究了室温下层状WSe?中层依赖的激子动力学特性。本文重点研究两种主要激子类型：直接跃迁中性激子和三激子。与中性激子寿命（四层内<0.3纳秒）相比，三激子具有更长寿命（四层内约6.6纳秒），且随层数增加而延长。我们将较长寿命归因于较厚WSe?中三激子数量增加及其构型多样性。此外，当WSe?薄片从单层增至四层时，整体平均寿命增幅超过10%。本研究提供了一种新颖的可调控层依赖方法来控制激子动力学过程，并发现了室温下三激子相对较长的跃迁寿命，为未来研究基于TMD的光电器件中的电荷传输奠定了基础。
关键词： 二维（2D）二硒化钨（WSe2）、荧光寿命、荧光寿命成像显微镜（FLIM）、激子动力学、密度泛函理论（DFT）
更新于2025-09-23 15:19:57
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通过超快光谱探测尺寸分散的CdSe量子点二聚体集合中的相干激子动力学：一项量子计算研究
摘要： 纳米级胶体CdSe量子点（QD）二聚体中的点间相干激子动力学会导致点间电荷迁移和能量转移。我们通过电子量子动力学模拟表明：尽管胶体量子点存在不可避免的固有尺寸离散性，但利用泵浦-探测瞬态吸收光谱仍可表征其对超短飞秒激光脉冲的点间相干响应。这种尺寸离散性会导致激子能带展宽，进而产生意外共振效应，反而增强点间耦合效率。我们通过求解含时薛定谔方程计算光学电学响应——该方程包含脉冲振荡电场与不同尺寸二聚体集合体的相互作用。每个二聚体的激子哈密顿量采用有效质量近似，通过量子点尺寸和点间距进行参数化。二聚体基组中包含局域激子和电荷转移激子。通过调控量子点尺寸可使激子能带重叠，从而促进点间耦合。对集合体平均计算的泵浦-探测瞬态吸收图谱显示：导致点间电荷迁移的量子点二聚体激子相干性能够抵抗尺寸无序性，这种效应可通过飞秒泵浦-探测、四波混频或协方差光谱观测到。
关键词： 相干电子动力学、泵浦-探测瞬态吸收光谱、CdSe量子点二聚体、激子动力学、尺寸离散效应
更新于2025-09-23 15:19:57
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从电光器件模型中获得的荧光TADF激基复合物主体OLED效率提升途径
摘要： 基于热激活延迟荧光（TADF）的荧光有机发光二极管（OLED）在研究和工业领域日益受到关注。实现TADF的一种方法是采用由激基复合物主体和荧光掺杂剂组成的发射层。尽管该概念的实验实现已展现出有前景的外量子效率，但这一方法的全部潜力尚未得到评估。为此，本文提出了一个全面考虑三重态捕获和激子猝灭等完整激子动力学的电光器件模型。通过将模型参数拟合至包含TADF激基复合物主体与荧光发射器的OLED多组输出特性（显示外量子效率>10%），利用该模型进行了发射区分析和参数研究，并提出了进一步提升效率的可能途径。
关键词： 激子动力学、三重态-三重态湮灭、三重态捕获、分裂发射区、电光模拟
更新于2025-09-16 10:30:52
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尺寸可控的苝二酰亚胺聚集体中的超快相干激子动力学
摘要： 对于苝二酰亚胺（PBI）的H-聚集体，已有研究表明光激发后最初离域的Frenkel激子会通过激基缔合物形成而局域化。但近期研究发现，在由至少超过10个PBI亚基组成的较大聚集体中，存在激基缔合物形成之前的激子动力学过程，而该现象在少于四个PBI亚基的小型聚集体中未被观测到。这一特征表明分子聚集体的尺寸对初始激子动力学起着关键作用。为此，我们通过追踪系统调控尺寸的PBI H-聚集体中PBI亚基间相互作用所形成电子跃迁偶极矩的瞬时重取向，试图揭示PBI H-聚集体中的初始激子动力学。利用时间分辨率约40飞秒的偏振依赖飞秒瞬态吸收各向异性光谱测量，可区分不同分子聚集体尺寸对应的超快相干激子动力学。各向异性值的超快衰减曲线不受振动弛豫和旋转扩散过程影响，因此可直接呈现激基缔合物形成前PBI H-聚集体中沿分子链的能量迁移过程——即其相干激子动力学。
关键词： 激子动力学、飞秒瞬态吸收各向异性、苝二酰亚胺、相干激子动力学、H-聚集体
更新于2025-09-12 10:27:22