按照分子轨道理论,如图1.4所示,有机材料中存在很多分子能级。当

分子能量最低时,能量最大的电子占据HOMO轨道,分子处于基态60)。当分子中的电子受激跃迁到LUMO时,分子处于第一激发态61和T1),其

中的s1和Tl是分子第一激发态的单线态和三线态。在分子的s0、sl和T1等能级中,由于分子中各原子的振动作用,又形成了许多振动能级。这些分子能级上的电子有不同的寿命,电子在能级与能级之间可发生各种跃迁过程,使材料表现出丰富的光物理性质。有机材料中的电子过程除了与分子能级相关外,还受分子与分子间的相互作用、堆叠方式等因素制约。在分子间存在的主要电子过程有:F打ster能量转移、Dexter能量转移、载流子跃进与俘获等。这些过程产生的可能性、概率及特点,与分子结构、分子之间相互作用相关。总之,材料中的电子在分子内及分子间的跃迁、扩散、迁移或者被俘获等电子过程,导致了激子的形成与输运、载流子的被俘与迁移,产生了各种光电特性。

    G07007SB有机材料的光物理特性主要与激子有关,激子是指分子受激后产生的相互关联的电子一空穴对。激子形成后,它可以在固体内移动,即在分子间迁移。对于聚合物来说,激子可以沿着骨架或者在链间移动。有机材料中最具主导性的激子是Frenkel激子,它是一对紧密结合(结能约为1eV)的电子一空穴对,一般同时分布在同一分子上。另外,在高度有序的分子晶体的光谱中,可观察到靠较弱的力结合在一起的电荷转移激子cT exc⒒on),这种激子处于活动状态时,往往在多于一个或多个邻近的分子中传播。因为它们有较大的直径,所以比Frenkel态的结合能弱(10~1OO meV)。更为远程的、结合能最小的激子是Wannier-Mott激子,但是它们通常在无机物体系中才出现囵。