本章介绍有机材料的电子结构和各种光电过程, M25PE20-VMN6TP主要包括材料的分子内成键模式及能级结构、材料中的能量过程,以及材料中的载流子过程三个部分。在章节的最后,还简述了有机光电材料的基本表征手段。本章首先阐述了有机分子内原子相互结合的成键模式(即化学键)及其理论,并说明通过不同化学键结合的材料具有不同的性质,其中共轭结构是有机光电材料的基本特征。为了研究有机材料的光电本质,必须了解有机材料的能级结构和能级分布,因此本章介绍了各种能级分布及其电子输运理论,包括分子轨道理论、配位场理论和能带理论。接着阐明了各种概念,包括最高占据能级、最低空置能级、电子亲和能、解离能、价带、导带、能隙、电荷转移态、真空能级、费米能级、功函数。鉴于有机材料的堆积方式对其能级排列及光电性能会产生各种影响,本章从分子间作用力出发,阐述了有机晶体的几种主要堆积模式。

   由于有机材料丰富的光电性质使它们在多种光电器件中得到广泛应用。而决定有机材料光电特性的最根本因素是材料中激子和载流子的产生、输运、转移以及衰减或者猝灭的过程。本章详细讨论了上述过程。通过该部分的阐述,有助于揭示有机材料在各种光电器件中发挥作用的本质。具体地,针对有机材料能量的行为特点,以激子和激发态为对象,阐述了单线态、三线态、内转换、系间窜越、自旋轨道耦合、光吸收和发射、Davydov分裂、基激复合物,裂变与聚变、stoke位移、FranGkˉCondon原理、Ⅱnstein方程、发光量子效率、F⒍ster与Dexter能量转移、激子形成及衰减等。接着通过有机材料的几个发光体系阐明有机材料发光特点。针对有机材料中载流子行为特点,相继讨论了电导率、电流密度、迁移率、载流子与陷阱能级、有机材料中载流子种类及其产生过程、电接触、注人限制及空间限制电流、载流子输运模式等。接着给出实例,讨论了导电有机材料,包括小分子、聚合物、电荷转移体系和纯碳基材料。在这部分中,对⒛10年获得物理诺贝尔奖的石墨烯做了介绍。当然,对材料光电性质的认识,离不开各种表征手段,因此本章的最后总结了对有机材料光电特性表征的基本方法。