H- und J-Aggregatverhalten in polymeren Halbleitern

Aggregate konjugierter Polymere weisen zwei Klassen grundlegender elektronischer Wechselwirkungen auf: solche, die innerhalb einer gegebenen Kette auftreten, und solche, die zwischen Ketten auftreten. Der Einfluss solcher exzitonischer Wechselwirkungen auf die Photophysik von Polymerfilmen kann mithilfe von Konzepten der J- und H-Aggregation verstanden werden, die ursprünglich von Kasha und Mitarbeitern entwickelt wurden, um Aggregate kleiner Moleküle zu behandeln. In Polymerassemblierungen führen intrakettenmäßige Durchbindungseffekte zu J-Aggregatverhalten, während interketten Coulomb-Wechselwirkungen zu H-Aggregatverhalten führen. Die Photophysik gängiger emissiver konjugierter Polymerfilme wird durch einen Wettbewerb zwischen intrakettenmäßigen, J-bevorzugenden Wechselwirkungen und interkettenmäßigen, H-bevorzugenden Wechselwirkungen bestimmt. Wir überprüfen Formalismen zur Beschreibung von Absorptions- und Photolumineszenzlinienformen, basierend auf intra- und intermolekularer exzitonischer Kopplung, Elektron-Vibrations-Kopplung und korrelierter energetischer Unordnung. Beispiele umfassen regioregularen Polythiophene, Phenylvinylene und Polydiacetylene.