Electric field effects on internal conversion: An alternative mechanism for field-induced fluorescence quenching of MEH-PPV and its oligomers in the low concentration limit

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 111, Issue 27, 2007, Pages 10119-10129

  Smith, Timothy M ^a,c   Kim, Jung ^a,d   Peteanu, Linda A ^a   Wildeman, Jurjen ^b  

^a CARNEGIE MELLON UNIVERSITY   (United States)

^b UNIVERSITY OF GRONINGEN   (Netherlands)

^c UNIVERSITY OF RICHMOND   (United States)

^d Medical School ^*  (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

NONRADIATIVE PATHWAY; NONRADIATIVE RELAXATION; OLIGOMERIC SPECIES;

ELECTRIC FIELD EFFECTS; FLUORESCENCE; OLIGOMERS; QUENCHING; RELAXATION PROCESSES;

SEMICONDUCTING ORGANIC COMPOUNDS;

EID: 34547313846     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp071585n     Document Type: Article

References (113)

1. Burroughes, J. H.; Bradley, D. D. C.; Brown, A. R.; Marks, R. N.; Mackay, K.; Friend, R. H.; Burns, P. L.; Holmes, A. B. Nature (London) 1990, 347, 539.
2. Sheats, J. R.; Antoniadis, H.; Hueschen, M.; Leonard, W.; Miller, J.; Moon, R.; Roitman, D.; Stocking, A. Science (Washington, DC) 1996, 273, 884.
3. Hide, F.; Schwartz, B. J.; Diaz-Garcia, M. A.; Heeger, A. J. Chem. Phys. Lett. 1996, 256, 424.
4. Hide, F.; Diaz-Garcia, M. A.; Heeger, A. J. Laser Focus World 1997, 33, 151.
5. Friend, R. H.; Gymer, R. W.; Holmes, A. B.; Burroughes, J. H.; Marks, R. N.; Taliani, C.; Bradley, D. D. C.; Dos Santos, D. A.; Bredas, J. L.; Logdlund, M.; Salaneck, W. R. Nature (London) 1999, 397, 121.
6. Lee, T.-H.; Kumar, P.; Mehta, A.; Xu, K.; Dickson, R. M.; Barnes, M. D. Appl. Phys. Lett. 2004, 85, 100.
7. Mitschke, U.; Bauerle, P. J. Mater. Chem. 2000, 10, 1471.
8. Friend, R. H.; Burroughes, J. H. Faraday Discuss. Chem. Soc. 1989, 88, 213.
9. Friend, R. H.; Denton, G. J.; Halls, J. J. M.; Harrison, N. T.; Holmes, A. B.; Koehler, A.; Lux, A.; Moratti, S. C.; Pichler, K.; Tessler, N.; Towns, K. Synth. Met. 1997, 84, 463.
10. Sirringhaus, H.; Tessler, N.; Friend, R. H. Science (Washington, DC) 1998, 280, 1741.
11. Friend, R. H. Pure Appl. Chem. 2001, 73, 425.
12. Kersting, R.; Lemmer, U.; Deussen, M.; Bakker, H. J.; Mahrt, R. F.; Kurz, H.; Arkhipov, V. I.; Bässler, H.; Goebel, E. O. Phys. Rev. Lett. 1994, 73, 1436.
13. Deussen, M.; Scheidler, M.; Bässler, H. Synth. Met. 1995, 73, 123.
14. Borsenberger, P. M. J. Appl. Phys. 1992, 72, 5283.
15. Heun, S.; Borsenberger, P. M. Physica B 1995, 216, 43.
16. Borsenberger, P. M.; Gruenbaum, W. T.; Magin, E. H. Proc. SPIE-Int. Soc. Opt. Eng. 1995, 2526, 63.
17. Frankevich, E.; Ishii, H.; Hamanaka, Y.; Yokoyama, T.; Fujii, A.; Li, S.; Yoshino, K.; Nakamura, A.; Seki, K. Synth. Met. 2001, 119, 495.
18. Schweitzer, B.; Arkhipov, V. I.; Scherf, U.; Bassler, H. Chem. Phys. Lett. 1999, 313, 57.
19. Arkhipov, V. I.; Bässler, H.; Deussen, M.; Goebel, E. O. Phys. Rev. B: Condens. Matter 1995, 52, 4932.
20. Deussen, M.; Haring Bolivar, P.; Wegmann, C.; Kurz, H.; Bässler, H. Chem. Phys. 1996, 207, 147.
21. Esteghamatian, M.; Popovic, Z. D.; Xu, G. J. Phys. Chem. 1996, 100, 13716.
22. Khan, M. I.; Bazan, G. C.; Popovic, Z. D. Chem. Phys. Lett. 1998, 298, 309.
23. Belton, C.; O'Brien, D. F.; Blau, W. J.; Cadby, A. J.; Lane, P. A.; Bradley, D. D. C.; Byrne, H. J.; Stockmann. R.; Horhold, H. H. Appl. Phys. Lett. 2001, 78, 1059.
24. Schindler, F.; Lupton, J. M.; Muller. J.; Feldmann, J.; Scherf, U. Nat. Mater. 2006, 5, 141.
25. Smith, T. M.; Hazelton, N.; Peteanu, L. A.; Wildeman, J. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 7732.
26. Luer, L.; Egelhaaf, H. J.; Oelkrug, D.; Gadermaier, C.; Cerullo, G.; Lanzani, G. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2003, 68, 155313/1.
27. Arkhipov, V. I.; Bässler, H.; Emelianova, E. V.; Gerhard, A.; Gulbinas, V.; Hayer, A. Mol. Cryst. Liq. Cryst. Sci. Technol. Sec B 2002, 29, 175.
28. Pfeffer, N.; Neher, D.; Remmers, M.; Poga, C.; Hopmeier, M.; Mahrt, R. Chem. Phys. 1998, 227, 167.
29. Moses, D.; Wang, J.; Heeger, A. J.; Kirova, N.; Brazovski, S. Synth. Met. 2001, 119, 503.
30. Arkhipov, V. I.; Bassler, H. Handbook Lumin., Display Mater., Devices 2003, 1, 279.
31. Cadby, A.; Tolbert, S. H. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 17879.
32. Khan, M. I.; Renak, M. L.; Bazan, G. C.; Popovic. Z. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 5344.
33. McNeill, J. D.; O'Connor, D. B.; Adams, D. M.; Barbara, P. F. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 76.
34. Robinson, G. W.; Frosch, R. P. J. Chem. Phys. 1962, 37, 1962.
35. Robinson, G. W.; Frosch, R. P. J. Chem. Phys. 1963, 38, 1187.
36. Siebrand, W. J. Chem. Phys. 1966, 44, 4055.
37. Siebrand, W. J. Chem. Phys. 1967, 46, 440.
38. Siebrand, W.; Williams, D. F. J. Chem. Phys. 1968, 49, 1860.
39. Turro, N. J. Modern Molecular Photochemistry; Benjamin/Cummings Publishing Co.: Menlo Park, CA, 1978.
40. Gill, R. E.; Hilberer, A.; van Hutten, P. F.; Berentschot, G.; Werts, M. P. L.; Meetsma, A.; Wittmann, J.-C.; Hadziioannou, G. Synth. Met. 1997, 84, 637.
41. Neef, C. J.; Ferraris, J. P. Macromolecules 2000, 33, 2311.
42. Liptay, W. Dipole moments and polarizabilities of molecules in excited electronic states. In Excited States; Lim, E. C., Ed.; Academic Press: New York, 1974; Vol. 1, p 129.
43. Bublitz, G. U.; Boxer, S. G. Annu. Rev. Phys. Chem. 1997, 48, 213.
44. Wachsmann-Hogiu, S.; Peteanu, L. A.; Liu, L. A.; Yaron, D. J.; Wildeman, J. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 5133.
45. Jeglinski, S. A.; Vardeny, Z. V.; Ding, Y.; Barton, T. Mol. Cryst. Liq. Cryst. Sci. Technol., Sec A 1994, 256, 87.
46. Leng, J. M.; Jeglinski, S.; Wei, X.; Benner, R. E.; Vardeny, Z. V.; Guo, F.; Mazumdar, S. Phys. Rev. Lett. 1994, 72, 156.
47. Lane, P. A.; Liess, M.; Vardeny, Z. V.; Hamaguchi, M.; Ozaki, M.; Yoshino, K. Synth. Met. 1997, 84, 641.
48. Liess, M.; Jeglinski, S.; Lane, P. A.; Vardeny, Z. V. Synth. Met. 1997, 84, 891.
49. Liess, M.; Jeglinski, S.; Vardeny, Z. V.; Ozaki, M.; Yoshino, K.; Ding, Y.; Barton, T. Phys. Rev. B: Condens. Matter 1997, 56, 15712.
50. Martin, S. J.; Bradley, D. D. C.; Lane, P. A.; Mellor, H.; Burn, P. L. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1999, 59, 15133.
51. Bussac, M. N.; Michoud, D.; Tutis, E.; Zuppiroli, L. Proc. SPIE-Int. Soc. Opt. Eng. 1998, 3476, 156.
52. Blom, P. W. M.; Vissenberg, M. C. J. M. Mater. Sci. Eng., R: Rep. 2000, R27, 53.
53. Silvestre, G. C. M.; Johnson, M. T.; Giraldo, A.; Shannon, J. M. Appl. Phys. Lett. 2001, 78, 1619.
54. Kang, H. S.; Kim, K. H.; Kim, M. S.; Park, K. T.; Kim, K. M.; Lee, T. H.; Lee, C. Y.; Joo, J.; Lee, D. W.; Hong, Y. R.; Kim, K.; Lee, G. J.; Jin, J. I. Synth. Met. 2002, 130, 279.
55. Arkhipov, V. I.; Bässler, H. Physica Status Solidi A 2004, 201, 1152.
56. Vissenberg, M. C. J. M.; de Jong, M. J. M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77 4820.
57. Conwell, E. M. Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 4301.
58. Chou, H.-L.; Hsu, S.-Y.; Wei, P.-K. Polymer 2005, 46, 4967.
59. Arkhipov, V. I.; Emelianova, E. V.; Tak, Y. H.; Bassler, H. J. Appl. Phys. 1998, 84, 848.
60. Sheets, J. R.; Chang, Y.-L.; Roitman, D. B.; Stocking, A. Acc. Chem. Res. 1999, 32, 193.
61. Scheblykin, I.; Zoriniants, G.; Hofkens, J.; De Feyter, S.; Van der Auweraer, M.; De Schryver, F. C. ChemPhysChem 2003, 4, 260.
62. Arkhipov, V. I.; Emelianova, E. V.; Bassler, H. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2004, 70, 205205/1.
63. Gesquiere, A. J.; Park, S.-J.; Barbara, P. F. Eur. Polym. J. 2004, 40, 1013.
64. Park, S.-J.; Gesquiere, A. J.; Yu, J.; Barbara, P. F. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4116.
65. Khramtchenkov, D. V.; Bässler, H.; Arkhipov, V. I. J. Appl. Phys. 1996, 79, 9283.
66. Yu, J.; Song, N. W.; McNeill, J. D.; Barbara, P. F. Isr. J. Chem. 2004, 44, 127.
67. Adams, D. M.; Kerimo, J.; Liu, C.-Y.; Bard, A. J.; Barbara, P. F. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 6728.
68. Arkhipov, V. I.; Bässler, H.; Deussen, M.; Goebel, E. O.; Lemmer, U.; Mahrt, R. F. J. Non-Cryst. Solids 1996, 198-200, 661.
69. Haugeneder, A.; Lemmer, U.; Scherf, U. Chem. Phys. Lett. 2002, 351, 354.
70. Arkhipov, V.; Bässler, H.; Emelyanova, E.; Hertel, D.; Gulbinas, V.; Rothberg, L. Macromol. Symp. 2004, 212, 13.
71. Wahadoszamen, M.; Nakabayashi, T.; Ohta, N. Chem. Phys. Lett. 2004, 387, 124.
72. Baumann, W.; Bischof, H.; Froehling, J. C.; Brittinger, C.; Rettig, W.; Rotkiewicz, K. J. Photochem. Photobiol., A 1992, 64, 49.
73. Gelinck, G. H.; Piet, J. J.; Wegewijs, B. R.; Müllen, K.; Wildeman, J.; Hadziioannou, G.; Warman, J. M. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2000, 62, 1489.
74. van der Horst, J. W.; Bobbert, P. A.; de Jong, P. H. L.; Michels, M. A. J.; Siebbeles, L. D. A.; Warman, J. M.; Gelinck, G. H.; Brocks, G. Chem. Phys. Lett. 2001, 334, 303.
75. Iwaki, Y.; Ohta, N. Chem. Lett. 2000, 29, 894.
76. Beljonne, D.; Shuai, Z.; Pourtois, G.; Bredas, J. L. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 3899.
77. Osterbacka, R.; Wohlgenanm, M.; Chinn, D.; Vardeny, Z. V. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1999, 60, R11253.
78. Burrows, H. D.; Seixas de Melo, J.; Serpa, C.; Arnaut, L. G.; Monkman, A. P.; Hamblett, I.; Navaratnam, S. J. Chem. Phys. 2001, 115, 9601.
79. Siebrand, W. J. Chem. Phys. 1967, 47, 2411.
80. Andersson, P. O.; Gillbro, T. Proc. SPIE-Int. Soc. Opt. Eng. 1993, 1921, 48.
81. Soos, Z. G.; Mukhopadhyay, D.; Hennessy, M. H. Chem. Phys. 1996, 210, 249.
82. Atkins, P. W.; Friedman, R. S. Molecular Quantum Mechanics, 3rd ed.; Oxford University Press: New York, 2000.
83. Hagler, T. W.; Pakbaz, K.; Heeger, A. J. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1994, 49, 10968.
84. Hagler, T. W.; Pakbaz, K.; Heeger, A. J. Phys. Rev. B: Condens. Matter 1995, 51, 14199.
85. Martin, S. J.; Mellor, H.; Bradley, D. D. C.; Burn, P. L. Opt. Mater. (Amsterdam) 1998, 9, 88.
86. Osterbacka, R.; Shkunov, M.; Chinn, D.; Wohlgenannt, M.; DeLong, M.; Viner, J.; Vardeny, Z. V. Synth. Met. 1999, 101, 226.
87. Lane, P. A.; Cadby, A. J.; Mellor, H.; Martin, S. J.; Lidzey, D. G.; Bradley, D. D. C.; Lipson, S. M.; O'Brien, D. F.; Blau, W. J. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2000, 62, 15718.
88. Cornil, J.; Beljonne, D.; Shuai, Z.; Hagler, T. W.; Campbell, I.; Bradley, D. D. C.; Bredas, J. L.; Spangler, C. W.; Muellen, K. Chem. Phys. Lett. 1995, 247, 425.
89. Burin, A. L.; Ratner, M. A. J. Chem. Phys. 1998, 109, 6092.
90. Burrows, H. D.; Seixas de Melo, J.; Serpa, C.; Arnaut, L. G.; Miguel, M. d. G.; Monkman, A. P.; Hamblett, I.; Navaratnam, S. Chem. Phys. 2002, 285, 3.
91. Monkman, A. P.; Burrows, H. D.; Hartwell, L. J.; Horsburgh, L. E.; Hamblett, I.; Navaratnam, S. Phys. Rev. Lett. 2001, 86, 1358.
92. Monkman, A. P.; Burrows, H. D.; Miguel, M. D. G.; Hamblett, I.; Navaratnam, S. Chem. Phys. Lett. 1999, 307, 303.
93. Monkman, A. P.; Burrows, H. D.; Miguel, M. d. G.; Hamblett, I.; Navaratnam, S. Synth. Met. 2001, 116, 75.
94. Sinclair, M. B.; McBranch, D.; Hagler, T. W.; Heeger, A. J. Synth. Met. 1992, 50, 593.
95. Woo, H. S.; Lhost, O.; Graham, S. C.; Bradley, D. D. C.; Friend, R. H.; Quattrocchi, C.; Bredas, J. L.; Schenk, R.; Muellen, K. Synth. Met. 1993, 59, 13.
96. Peeters, E.; Ramos, A. M.; Meskers, S. C. J.; Janssen, R. A. J. J. Chem. Phys. 2000, 112, 9445.
97. Oelkrug, D.; Tompert, A.; Egelhaaf, H.-J.; Hanack, M.; Steinhuber, E.; Hohloch, M.; Meier, H.; Stalmach, U. Synth. Met. 1996, 83, 231.
98. Pakbaz, K.; Lee, G. H.; Heeger, A. J.; Hagler, T. W.; McBranch, D. Synth. Met. 1994, 64, 295.
99. Janssen, R. A. J.; Smilowitz, L.; Sariciftci, N. S.; Moses, D. J. Chem. Phys. 1994, 101, 1787.
100. Shimoi, Y.; Abe, S. J. Lumin. 1994, 58, 134.
101. Harrison, N. T.; Baigent, D. R.; Samuel, I. D. W.; Friend, R. H.; Grimsdale, A. C.; Moratti, S. C.; Holmes, A. B. Phys. Rev. B: Condens. Matter 1996, 53, 15815.
102. Meskers, S. C. J.; Janssen, R. A. J.; Haverkort, J. E. M.; Wolter, J. H. Chem. Phys. 2000, 260, 415.
103. Moore, E. E.; Barford, W.; Bursill, R. J. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2005, 71, 115107/1.
104. Andersson, P. O.; Bachilo, S. M.; Chen, R.-L.; Gillbro, T. J. Phys. Chem. 1995, 99, 16199.
105. Pope, M.; Swenberg, C. E. Electronic Processes in Organic Crystals and Polymers, 2nd, ed.; Oxford University Press: New York, 1999.
106. Bredas, J.-L.; Beljonne, D.; Coropceanu, V.; Cornil, J. Chem. Rev. 2004, 104, 4971.
107. Gillbro, T.; Andersson, P. O.; Cogdell, R. J. Curr. Res. Photosynth., Proc. Int. Conf. Photosynth., 8th 1990, 2, 11.
108. Gillbro, T.; Andersson, P. O.; Liu, R. S. H.; Asato, A. E.; Cogdell, R. J. Int. Congr. Ser. 1993, 1021, 25.
109. Andersson, P. O.; Gillbro, T. J. Chem. Phys. 1995, 103, 2509.
110. Gierschner, J.; Oelkrug, D. Encycl. Nanosci. Nanotechnol. 2004, 8, 219.
111. Sherwood, G.; Cheng, R. unpublished results.
112. Song, P.-S.; Chae, Q.; Fujita, M.; Baba, H. J. Am. Chem. Soc. 1976, 98, 819.
113. Oelkrug, D.; Tompert, A.; Gierschner, J.; Egelhaaf, H.-J.; Hanack, M.; Hohloch, M.; Steinhuber, E. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 1902.