电场对高分子中极化子激子的影响-第20卷第3期.PDFVIP

z，弓一 第 20卷 第 3期 物 理 学 进 展 Vol20．No．3 2000年 9月 PROGRESS IN PHYSICS SeDcl，2000 文章编号 ：1000-0542(2000)03。0243一惦 电场对高分子 中极化子激子 的影响 傅柔励 孙 鑫 0 讣2 中国科学院上海技术物理研究所红外物理 国家重点实验室 ．上海 200083) (复旦大学物理系．上海 200433) 摘 要 ：介绍了近年来有关外电场对高分子中极化子澈子影响的研究工作。它们包括： 研究方法 ，外电场注八的或光激发弓l起的电子和空穴会在高分子 中形成极化子激子 ，弱或中 等强变电场使极化子激子极化 ，强电场解高极化子激子，发现高分子 中极化子双激子具有反 向极化新性质 ，探讨反向极化这个新的物理现象的物理起 因、意艾及可能的应用 关键词 ： 高分子；极化子澈子；电场；反向极化；计算机模拟 中图分类号 ： 05612 文献标识码 ： A 0 引 言 白1990年英lal~,l桥大学发现有机高分子的电致发光0现象以来 ，这类材料引起 了国 内外学术界的极大关注，原因在于高分子 的电致发光频率处于可见光范围，且存在大量可 以随意组装和裁剪的有机分子 ，能提供各种颜色发光 。由于与传统的无机材料相比，有机 材料资源丰富、成膜工艺简单 、而且具有成本低 、易加工 、易裁剪、重量轻、柔韧性好 、可做 成大面积器件 ，如大面积的完全柔性的彩色显示器 、壁挂式大屏幕和折叠式的可携带的电 子报刊等 ，这一切为显示技术、光电子技术开辟 了新的途径 。同时 由于近年来超快过程进 展迅速，现分辨率 已达到飞秒，有可能用超快过程方法研究激发态的响应过程，激发态具 有基态所不具有的物理性质 ，这些物理性质是各类光 电功能材料和器件的基础 ，因此近年 来有机高分子的激发态研究已成为物理、化学和材料等交叉学科领域 中韵一个新的研究 热点 。我们最近几年的研究工作_2 就集中在这个方面 ，本文介绍我们在这方面 的工 作 。 高分子可看成是准一维链 ，由于物理体系的费米面和布里渊 区的结构及态密度依赖 于维度性La6]，低维体系会 出现三维体系所没有 的特性 ，低维不稳定性就是个重要特点。 由于低维不稳定性，很弱 的外界相互作用 ，如电子激发、额外的电子——空穴或普通大小 的外 电场这类很弱的外界作用就足以导致低维体系中的原子弛豫 1，使晶格改变 ，并产 生各种非线性元激发。极化子激子或 白陷束缚激子就是这种元激发 。 收稿 日]明：2000-07—1．5 基金项 目：国家 自然科学基金 (编号和国家高性能计算基金资助项 目 物 理 学 进 展 20卷 1 研究方法 凝聚态体系的基本物理过程由电子一晶格相互作用和 电子一电子相互作用所决定 。 SSH模型[ 是高分子中电子一晶格相互作用的紧束缚模型 。但 SSH模型没有考虑电子一 电子相互作用，也没有考虑外电场的作用。此外 SSH模型只考虑 了具有简并基态(二聚 化有 A橱和 B帽，如它们的瞳量一 样 ．就霖为简并基态 ；如能量不一样 ，就称为非简并基 卷)的高分子。很多高分子 (如 电致发光高分子等)具有非简并基态结构 ，因此还要在 SSH模型的基础上加人由非简并基态结构引起的对称破缺项 ，作此修正后高分子 中电 子一晶格相互作用可写成 ： I-I,一=一E [to一口(“+1一 “)+(一1)f](c：+1． ．+HC) (1) 其中t0是原子等距排列时原子问相互作用矩 阵元 ；a是电子一品格耦台常数，表示原 子位移时引起相互作用的变化 ；“为第 个原子离开没二聚化时平衡位置的位移 。对称 破缺项 t是非简并基态的数学反映：A相和B相具有符号相反的序参量