基于自组装分子单层SAMSSAMAM的有机发光器件的研究结.pdfVIP

SAM SAM 基于自组装分子单层SSAAMM的有机发光器件的研究结 题报告 物理系 蔚安然、王奇思 指导教师 侯晓远 摘要：本文研究了利用硫醇/金自组装体系对于OLED阳极功函数改变的方法。并且实现了 保证阳极透光性的前提下对其功函数进行可控改变。对于减少 OLED 电极空穴注入障碍， 提高其发光效率有很大意义。 关键词：自组装;OLED; 功函数 Abstract Abstract AAbbssttrraacctt：Here we discuss the way to alter the work function of anode of OLED with thiol/Au self-assembled monolayers. We now are able to control the work function while having the high light transmission guaranteed which is rather significant for reducing the barriers for hole injection totheanodesandraisingtheluminousefficiencyofOLED. Keywords: Keywords: Keywords:SAM; OLED;Workfunction Keywords: 引言： 利用自组装分子单层SAMs（Self-Assembled Monolayers）对电极进行修饰是目前一种 非常有前景的OLED 电极界面修饰手段，可以用来减少空穴注入障碍，提高其发光效率。 其大致机理是SAMs 可以根据具体的偶磁层的取向来升高或者降低电极的功函数，实施方 法和自组装体系多种多样，同时具备各自不同的优点和适用范围，而我们的实验时基于 OLED的现实需要，力图通过研究电极功函数通过自组装方法的改变来实现发光效率的提高 实验首先研究了目前最成熟且广泛使用的烷基硫醇/金自组装体系，完成了对金电极功 函数的大幅改变，并且利用这一体系在ITO 上实现成膜和自组装，在保证ITO透光性的前 提下实现了功函数的改变。 1 SAM的理论背景 1.1SAM的定义和特点 自组装单层膜 (self-assembledmonolayers ) 技术是20世纪80年代以来快速发展起来 的有机成膜技术。它是通过表面活性剂的头基与基底之间产生化学吸附,在界面上自发形 成的有序的单分子层。其具有原位自发形成、成键高度有序排列、缺陷少、结合力强、呈 “结晶态”等特点。这是由于SAMs 是有机分子在溶液中(或者有机分子蒸气) 自发通过 化学键牢固地吸附在固体基底上所形成的超薄有机膜。突出优点为成膜效果好，稳定性强、 膜厚度和性质可灵活控制。此外，SAM 独特的自下而上的成膜方式像盖房子一样，可以 在基底的膜再组装其它的膜，以实现所期望的性质。SAM 的主要体系是不同的有机物吸 附在不同的基底上，无机的自组装体系也存在，但是比较少，主要的SAM 体系有以下几 种：(1) 有机硅烷/SiO2 、Al2O3 、玻璃、石英、硅、云母、GeO2 或ZnSe ; (2) 烷基硫 醇/Au、Ag、Cu;(3) 二羟基硫化物(RSR’) 、二羟基二硫化物(RS-SR’)/Au; (4)醇、胺/Pt; (5) 羧酸/Al2O3 、CuO 、AgO 等。这之中，烷基硫醇/Au 的体系是效果比较明显且研究相 对成熟的一个，而我们的实验也正是围绕这一自组装体系所进行，因为这一自组装体系改 变电极功函数的特性对于OLED具有十分重要的意义。 1.2改变功函数的意义 有机薄膜器件中（LED、PV、FET）电子或空穴从金属电极注入有机半导体材料部分 时的charge-injectionbarrier由电极的功函数和半导体材料的LUMO/HOMO 共同决定，两 者相match 时，barrier降低，从而提高载流子注入效率，发光器件的发光效率也得到提高。 此外，有时候还必须找到灵活控制功函数的方法，同一个电极要向有机半导体注入电子和 空穴，因此至少会有一个barrier大于