费米维基

用户工具

站点工具

您的足迹: • 文献重现：通过DFT预测第三代OLED材料TADF逆向系间窜跃速率 (JACS, 2017)
adf:tadf_oled

差别

这里会显示出您选择的修订版和当前版本之间的差别。

到此差别页面的链接

两侧同时换到之前的修订记录前一修订版
后一修订版		前一修订版
adf:tadf_oled [2019/08/29 16:40] – [逆向系间窜跃速率与量子产率] liu.junadf:tadf_oled [2020/06/23 20:39] (当前版本) – [第三代OLED材料性能的第一性原理计算：通过DFT预测TADF逆向系间窜跃速率 (JACS, 2017)] liu.jun
行 1: 行 1:
-======第三代OLED材料性能的第一性原理计算：通过DFT预测TADF逆向系间窜跃速率======+======文献重现：通过DFT预测第三代OLED材料TADF逆向系间窜跃速率 (JACS, 2017)======
 =====前言===== =====前言=====
 由于智能手机电子屏等巨大市场规模，OLED材料和有机电子学是一个非常活跃的研究和工业发展领域。本教程旨在说明如何模拟和研究OLED材料的高级电致发光现象，包括对该专题进行了一般性介绍，以及具体的研究方法。相关的研究方法主要基于下列文献： 由于智能手机电子屏等巨大市场规模，OLED材料和有机电子学是一个非常活跃的研究和工业发展领域。本教程旨在说明如何模拟和研究OLED材料的高级电致发光现象，包括对该专题进行了一般性介绍，以及具体的研究方法。相关的研究方法主要基于下列文献：
行 7: 行 7:
 扩展阅读： 扩展阅读：
  
-  - Y.Olivier, B. Yurash, L. Muccioli, G. D’Avino, O. Mikhnenko, J. C. Sancho-García, C. Adachi, T.-Q. Nguyen, D. Beljonne Nature of the singlet and triplet excitations mediating thermally activated delayed fluorescence, Phys. Rev. Materials 1, 075602 (2017) +  -  Y.Olivier, B. Yurash, L. Muccioli, G. D’Avino, O. Mikhnenko, J. C. Sancho-García, C. Adachi, T.-Q. Nguyen, D. Beljonne Nature of the singlet and triplet excitations mediating thermally activated delayed fluorescence, Phys. Rev. Materials 1, 075602 (2017) 
- +  -  Y.Olivier, J.-C. Sancho-García, L. Muccioli, G. D’Avino, D. Beljonne Computational Design of Thermally Activated Delayed Fluorescence Materials: The Challenges Ahead, J. Phys. Chem. Lett. 9, 6149-6163 (2018)
-  - Y.Olivier, J.-C. Sancho-García, L. Muccioli, G. D’Avino, D. Beljonne Computational Design of Thermally Activated Delayed Fluorescence Materials: The Challenges Ahead, J. Phys. Chem. Lett. 9, 6149-6163 (2018)+
  
 =====一般性介绍===== =====一般性介绍=====
行 15: 行 14:
  
 ====第一代OLED==== ====第一代OLED====
-由于自由电子、空穴自旋向上或自旋向下几率相同，因此，有75％的几率形成三重激发态(电子、空穴自旋相同，导致分子总自旋S＝1)，25％几率形成单重激发态(电子、空穴自旋相反，导致分子总自旋S＝0)。+由于自由电子、空穴自旋向上或自旋向下几率相同，因此有75％的几率形成三重激发态(电子、空穴自旋相同，导致分子总自旋S＝1)，25％几率形成单重激发态(电子、空穴自旋相反，导致分子总自旋S＝0)。
  
 {{ :adf:tadf_spinstatisticsexitons.png?250 |}} {{ :adf:tadf_spinstatisticsexitons.png?250 |}}
行 26: 行 25:
 {{ :adf:tadf_spinstatisticsexitonsisc.png?250 |}} {{ :adf:tadf_spinstatisticsexitonsisc.png?250 |}}
  
-虽然这种发光机制，理论上可以达到接近100%的量子效率，但三重态寿命过长会导致化学降解，而且三重态能量与基态差越大(也即发射光的频率越高)，分子越不稳定。因此，到目前为止还没有找到稳定、长寿命的深蓝光OLED材料。除此之外，这类OLED材料需要相对稀有、昂贵的重元素，大大增加了成本。+虽然这种发光机制，理论上可以达到接近100%的量子效率，但三重态寿命过长会导致化学降解，而且三重态能量与基态差越大(也即发射光的频率越高)，分子越不稳定。因此到目前为止还没有找到稳定、长寿命的深蓝光OLED材料。除此之外，这类OLED材料需要相对稀有、昂贵的重元素，大大增加了成本。
  
 ====第三代OLED==== ====第三代OLED====
行 37: 行 36:
 =====逆向系间窜跃速率与量子产率===== =====逆向系间窜跃速率与量子产率=====
 根据文献（Samanta, Bredas et al., J. Am. Chem. Soc. 139, 4042, 2017)，有两个公式可以用于计算逆向系间窜跃速率（Reverse Intersystem Crossing Rate）： 根据文献（Samanta, Bredas et al., J. Am. Chem. Soc. 139, 4042, 2017)，有两个公式可以用于计算逆向系间窜跃速率（Reverse Intersystem Crossing Rate）：
-===公式1===+===公式1：基于半经典Marcus理论===
  
 \[k_{RISC} = \frac{2 \pi}{\hbar} V_{SOC}^2 \frac{1}{\sqrt{4 \pi \lambda k_B T}} {\rm exp} \left[ - \frac{(\Delta E_{ST} + \lambda)^2}{4 \lambda k_B T} \right]\] \[k_{RISC} = \frac{2 \pi}{\hbar} V_{SOC}^2 \frac{1}{\sqrt{4 \pi \lambda k_B T}} {\rm exp} \left[ - \frac{(\Delta E_{ST} + \lambda)^2}{4 \lambda k_B T} \right]\]
  
-===公式2===+===公式2：基于Marcus-Levich-Jortner理论===
  
 \[k_{RISC} = \frac{2 \pi}{\hbar} V_{SOC}^2 \frac{1}{\sqrt{4 \pi \lambda_M k_B T}} \sum_{n=0}^{\infty} {\rm exp}(-S) \frac {S^n}{n!} {\rm exp} \left[ - \frac{(\Delta E_{ST} + n \hbar \omega_{eff} + \lambda_M)^2}{4 \lambda k_B T} \right]\] \[k_{RISC} = \frac{2 \pi}{\hbar} V_{SOC}^2 \frac{1}{\sqrt{4 \pi \lambda_M k_B T}} \sum_{n=0}^{\infty} {\rm exp}(-S) \frac {S^n}{n!} {\rm exp} \left[ - \frac{(\Delta E_{ST} + n \hbar \omega_{eff} + \lambda_M)^2}{4 \lambda k_B T} \right]\]
行 47: 行 46:
 其中公式2更精确，但由于需要计算激发态频率，S1态频率计算量过大（例如一个50原子的分子，需要计算50*6=300次激发态，才能得到S1态频率），很难用于批量预测。本文通过DFTB近似计算激发态频率，最后也得到了相当好的结果，而DFTB计算激发态频率，效率就不再是问题了。当然DFTB计算激发态，也存在适用范围的问题，详见相应教程。 其中公式2更精确，但由于需要计算激发态频率，S1态频率计算量过大（例如一个50原子的分子，需要计算50*6=300次激发态，才能得到S1态频率），很难用于批量预测。本文通过DFTB近似计算激发态频率，最后也得到了相当好的结果，而DFTB计算激发态频率，效率就不再是问题了。当然DFTB计算激发态，也存在适用范围的问题，详见相应教程。
  
-以下分别介绍，如何通过公式1（简化方式）和公式2（精确方式）计算：+以下分别介绍，如何通过两种公式进行计算：
  
   * **[[adf:simplewayofTADF]]**   * **[[adf:simplewayofTADF]]**
   * **[[adf:exactwayoftadf]]**   * **[[adf:exactwayoftadf]]**
  
-软件版本建议AMS2018以上，低版本需要手动求旋轨耦合矩阵元。+软件版本建议AMS2018以上，低版本需要手动处理数据得到旋轨耦合矩阵元（SOCME），进而得到//<span class="math">\(|V_{\mathrm{SOC}}|^{2}\)</span>//。 
 + 
 +本教程参考原厂英文教程：https://www.scm.com/doc/Tutorials/Advanced/ADF_optimizing_TADF_emission.html#general-remarks-on-modelling-oled-emitters
adf/tadf_oled.1567068047.txt.gz · 最后更改: 2019/08/29 16:40 由 liu.jun

页面工具

© 2014-2022 费米科技（京ICP备14023855号）