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1. 毕业设计（论文）的内容和要求
有机材料由于具有低成本、可以大面积制备等优点，受到广大科研和产业人员的关注。目前，有机材料已经被广泛应用于各种电子元器件中，包括有机电致发光器件、有机太阳能器件、有机薄膜晶体管和有机存储器件等。另一方面，人们发现有机器件在磁场下具有很多新奇的磁场效应，比如有机材料在光激发下形成光致发光和光电流，而光致发光和光电流的磁场效应很显著，在10 mT左右的磁场下可以达到20%以上的电流和发光变化[1, 2]。而在电激发下，OLED器件的电致发光和电流也同样会受到磁场的调制，形成磁电阻和磁电致发光。该效应可以应用于磁场存储和传感领域。研究人员发现，发光寿命的长短直接影响有机器件磁效应的大小，具有较长寿命的激发态在寿命期间可以经历丰富有趣的发光动力学过程，涉及激发态和电子、空穴之间的各种自旋相互作用[3-6]。这些相互作用在磁场下表现为磁电阻和磁电致发光现象[7-10]。目前，常见的磁场效应的微观机理解释主要包括三种：（1）双极化子模型，该模型认为，单载流子器件中同种电荷的两个载流子可以形成单重态自旋位型的双极化子，磁性影响双极化子形成概率，因而可以导致明显的磁场效应；（2）激子模型，该模型认为磁场可以影响单重态和三重态之间的转化速率，因此可以导致磁性下发光器件发光强度的变化，即磁电致发光现象。但是该模型不能够解释低偏压下器件尚未发光时的磁电阻效应；（3）激子与顺磁中心相互作用模型，该模型认为激发态可以和自由载流子或陷阱态的电荷的自旋发生自旋相互作用，外加磁场可以调控该相互作用，因而产生磁场效应。最近的实验表明，在一些器件中，通过电激励或者X射线照射后，可以使器件获得非常大的磁场效应（4000%）。通过调研文献我们发现，该类器件中，存在大量深能级陷阱电荷。因此我们推测该深能级缺陷可以影响激发态的自旋行为。另一方面，我们考虑的体系包括电注入直接形成的单重态和三重态组成的混合态，单三重态可以相互转化，也可以与深能级缺陷发生自旋相互作用。对于该混合态的描述需要借助密度矩阵等相关语言。因此，本课题拟在密度矩阵框架下对激发态与陷阱电荷的相互作用进行系统描述。[2, 11]
要求学生：1、深入学习高等量子力学中自旋角动量、密度矩阵和相互作用绘景等相关知识。2、了解当前已有自旋相互作用的各种机制，以及实验室常见有机器件的磁场效应。3、掌握OLED的工作机理和发光动力学过程。理解磁场对载流子自旋和激发态自旋位形的调控机理；4、在密度矩阵框架下根据自旋相互作用的哈密顿量求解刘维方程；5、在密度矩阵基础上计算外加磁场下单重态和三重态的形成概率；6，整理制作实验的结果和资料，按照规范要求书写完成毕业论文。2. 实验内容和要求
1， 在两能级结构简单模型下计算单重态形成概率；
2，在两能级结构简单模型下计算磁电阻效应；
3， 根据涉及到的自旋相互作用写出研究体系的哈密顿量；
3. 参考文献
[1] Baniya S, PangZ, Sun D, Zhai Y, Kwon O, Choi H, Choi B, Lee S, Vardeny ZV. Magnetic FieldEffect in Organic Light-Emitting Diodes Based on Electron Donor-AcceptorExciplex Chromophores Doped with Fluorescent Emitters[J]. Advanced FunctionalMaterials, 2016, 26(38): 6930-6937
[2] Wang Y, Sahin-Tiras K, HarmonNJ, Wohlgenannt M, Flatt ME. Immense Magnetic Response of Exciplex LightEmission due to Correlated Spin-Charge Dynamics[J]. Physical Review X, 2016,6(1):
[3] Adachi C. Third-generationorganic electroluminescence materials[J]. Japanese Journal of Applied Physics,2014, 53(6): 060101
4. 毕业设计（论文）计划
20201228-20210213 | 查找相关的文献资料，了解有机光电器件磁场效应的科研现状和应用前景，写出开题报告 |
20210214-20210318 | 学习有机磁场效应现有理论模型，通过两能级模型进行计算练习 |
20210319-20210331 | 完成系统哈密顿量描写 |
20210401-20210430 | 完成随机刘维方程描写 |
20210501-20210520 | 计算单重态形成概率和有机磁电阻效应 |
20210521-20210531 | 整理实验数据和结果并且完成论文初稿 |
20210601-20210605 | 完成论文改稿，完成PPT |
20210606-20210611 | 参加答辩 |
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