論文の概要: Exciton Dynamics and Quantum Efficiencies in Optically Coupled OLEDs: A Unified Quantum Master Equation Approach

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.01800v1
• Date: Fri, 03 Jan 2025 13:17:34 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-06 16:38:31.600709
• Title: Exciton Dynamics and Quantum Efficiencies in Optically Coupled OLEDs: A Unified Quantum Master Equation Approach
• Title（参考訳）: 光結合型OLEDにおけるエキシトンダイナミクスと量子効率:統一量子マスター方程式アプローチ
• Authors: Olli Siltanen, Kimmo Luoma, Konstantinos S. Daskalakis,
• Abstract要約: ゼロ、弱、強結合状態にまたがる量子マスター方程式モデルを導入する。 我々はフェルミの黄金律とマーカス理論を用いて異なるレートを導出する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The primary function of organic light-emitting diodes (OLEDs) is to convert electrons into photons. However, only 25 % of the electronic states (singlets) in electrically excited fluorescent molecules can emit light, which is why triplet harvesting has attracted significant attention. Specifically, one often aims to maximize the rate of triplet-to-singlet conversion, while at the same time, it is crucial to depopulate the singlets fast enough -- before they convert to triplets or interact with other excited states, potentially breaking molecular bonds. Planar microcavities provide a viable architecture to address these issues. By confining the emitters within planar microcavities one can couple the excitons to cavity modes and engineer the population dynamics to one's liking. While the weak-coupling regime is renowned for Purcell-enhanced emission, strongly coupled excitons and photons hybridize to form entirely new energy eigenstates known as polaritons. To fully understand and optimize exciton-photon interactions and light-emission mechanisms across various coupling regimes, a unified theory of optically coupled (and uncoupled) OLEDs is needed. In this article, we introduce a quantum master equation model spanning the zero-, weak-, and strong-coupling regimes. We derive the different rates using Fermi's golden rule and Marcus theory, show how the different regimes converge, and finally evaluate the internal quantum efficiencies in all cases.
• Abstract（参考訳）: 有機発光ダイオード(OLED)の主要な機能は、電子を光子に変換することである。 しかし、電気的に励起された蛍光分子の電子状態(シングルレット)の25%しか発光できないため、トリプルト収穫が注目されている。 具体的には、しばしば三重項から四重項への変換の速度を最大化することを目的としているが、同時に、三重項への変換や他の励起状態との相互作用に先立ち、分子結合を破る可能性がある。 平面マイクロキャビティはこれらの問題に対処するための実行可能なアーキテクチャを提供する。 放射体を平面マイクロキャビティ内に閉じ込めることで、エキシトンをキャビティモードに結合し、その人の好みの人口動態を工学することができる。 弱い結合状態はパーセルによる放出で有名であるが、強く結合した励起子と光子がハイブリッド化し、ポーラリトンとして知られる全く新しいエネルギー固有状態を形成する。 様々な結合状態における励起子-光子相互作用と発光機構を十分に理解し、最適化するためには、光学結合(および未結合)OLEDの統一理論が必要である。 本稿では,ゼロ,弱,強結合状態にまたがる量子マスター方程式モデルを提案する。 我々はフェルミの黄金律とマーカス理論を用いて異なるレートを導出し、異なる状態がどのように収束するかを示し、最終的に全ての場合における内部量子効率を評価する。

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