金属纳米颗粒阵列影响有机电致发光器件性能理论与实验研究

由于表面等离子体的作用使金属纳米颗粒具有高的光学散射效率，同时当发光中心处于金属纳米粒子局域场范围内时，会影响发光中心的量子效率。有机电致发光器件(OLED)目前取得了突破性的进展，但OLED真正普及化还需进一步提高器件的效率。本项目提出进行金属纳米颗粒阵列对OLED性能影响的研究，采用嵌段共聚物胶束为模板制备均匀的金属纳米颗粒阵列结构，并将其应用到OLED中。利用FDTD法从理论上研究不同结构的金属纳米颗粒阵列对OLED器件性能(效率、光谱等)的影响，厘清金属纳米颗粒阵列影响OLED器件性能的内在物理机制，进而指导金属纳米颗粒阵列及其相应OLED的制备；研究不同组分、不同组分比例的嵌段共聚物、不同的制备方法和退火条件等对纳米颗粒阵列结构的影响；分析金属纳米颗粒阵列对器件性能的影响，最终实现高效率的OLED。本项目的研究将为OLED的实用化提供一些切实可行的进一步提高效率的方法。

有机发光器件具有发光效率高、发光颜色丰富、响应速度快等优点。金属纳米颗粒的表面等离子体共振耦合效应可以提高有机发光器件的效率。本项目开展了金属纳米颗粒影响有机电致发光器件效率研究，取得了如下研究成果：(1)研究了旋涂方法制备的金纳米颗粒对绿光磷光有机发光器件性能的影响，利用时间分辨光谱分析了表面等离子体效应对激子寿命的影响，阐明了改善器件效率滚降的原因；(2)研究了热蒸发的金纳米颗粒对绿光磷光有机发光器件性能的影响，热蒸发的Ag纳米颗粒对荧光蓝光有机发光器件性能的影响，研究了纳米颗粒在OLED中不同位置对器件性能的影响，提高了器件效率，并改善了器件的效率滚降；(3)制备了基于Ag纳米颗粒为内部连接层的叠层型有机发光器件，研究了不同电子传输层对基于Ag纳米颗粒为内部连接层的叠层型有机发光器件性能的影响，获得了高性能的叠层白光有机发光器件；(4)利用简单的等离子体刻蚀技术结合Pb-b-PMMA相分离的嵌段共聚物制备了亲水性纳米沟槽或纳米孔洞模板，并通过模板化组装简单快速地得到了大面积二维金纳米棒阵列；(5)将等离子体刻蚀的PS-b-PMMA嵌段共聚物模板用于钯纳米立方体的受限组装。通过简单的毛细力作用，这些各向异性的纳米粒子能够在嵌段共聚物模板上实现大面积有序的排布；(6)以Pb-b-P2VP嵌段共聚物薄膜为模板体系，利用静电相互作用，成功制备了大面积图案化且具有独特光学性能的金纳米粒子的阵列结构。. 本项目共发表学术论文28篇，其中SCI收录23篇(影响因子大于3论文16篇)、EI收录4篇，培养博士研究生2名，硕士研究生4名。