Electric-field-induced fluorescence quenching in polyfluorene, ladder-type polymers, and MEH-PPV: Evidence for field effects on internal conversion rates in the low concentration limit

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 114, Issue 45, 2010, Pages 14430-14439

  Moscatelli, Alberto ^a   Livingston, Kathryn ^a   So, Woong Young ^a   Lee, Suk Jun ^a   Scherf, Ullrich ^b   Wildeman, Jurjen ^c   Peteanu, Linda A ^a  

^a CARNEGIE MELLON UNIVERSITY   (United States)

^b UNIVERSITY OF WUPPERTAL   (Germany)

^c UNIVERSITY OF GRONINGEN   (Netherlands)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CHAIN LENGTH; CONJUGATED POLYMERS; ELECTRIC FIELD EFFECTS; ELECTRIC FIELD MEASUREMENT; FLUORESCENCE; LIGHT EMITTING DIODES; ORGANIC LIGHT EMITTING DIODES (OLED); ORGANIC POLYMERS; QUANTUM THEORY; QUENCHING;

CHAIN-CHAIN INTERACTIONS; FIELD EFFECTS; FLUORESCENCE QUENCHING; GLASSY MATRICES; HIGH PROBABILITY; INTERNAL CONVERSION RATES; INTERNAL CONVERSIONS; LOW CONCENTRATIONS; MEH-PPV; METHOXY; ORDER OF MAGNITUDE; P-PHENYLENEVINYLENE; POLARIZABILITIES; POLYFLUORENES; QUENCHING EFFICIENCY;

POLYMER FILMS;

EID: 78650116844     PISSN: 15206106     EISSN: 15205207     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp101307p     Document Type: Article

References (80)

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 1990, 347, 539.
2. Braun, D.; Heeger, A. J. App. Phys. Lett. 1991, 58, 1982.
3. Mitschke, U.; Bäuerle, P. J. Mater. Chem, 2000, 10, 1471.
4. Grimsdale, A.; Müllen, K. Adv. Polym. Sci. 2006, 199, 1.
5. Organic light-emitting devices: synthesis, properties, and applications; Müllen, K., Scherf, U., Eds.; Wiley-VCH: Weinheim, 2006.
6. Kersting, R.; Lemmer, U.; Deussen, M.; Bakker, H. J.; Mahrt, R. F.; Kurz, H.; Arkhipov, V. I.; Bässler, H.; Göbel, E. O. Phys. Rev. Lett. 1994, 73, 1440.
7. Deussen, M.; Scheidler, M.; Bässler, H. Synth. Met. 1995, 73, 123.
8. Esteghamatian, M.; Popovic, Z. D.; Xu, G. J. Phys. Chem. 1996, 700, 13716.
9. Khan, M. I.; Renak, M. L.; Bazan, G. C.; Popovic, Z. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 5344.
10. Khan, M. I.; Bazan, G. C.; Popovic, Z. D. Chem. Phys. Lett. 1998, 298, 309.
11. McNeill, J. D.; O'Connor, D. B.; Adams, D. M.; Barbara, P. F.; Kummer, S. B. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 76.
12. Haugeneder, A.; Lemmer, U.; Scherf, U. Chem. Phys. Lett. 2002, 557, 354.
13. Arkhipov, V. I.; Bässler, H.; Deussen, M.; Goebel, E. O. Phys. Rev. B 1995, 52, 4932.
14. Pfeffer, N.; Neher, D.; Remmers, M.; Poga, C.; Hopmeier, M.; Mahrt, R. Chem. Phys. 1998, 227, 167.
15. Stampfl, J.; Graupner, W.; Leising, G.; Scherf, U. J. Lumin. 1995, 63, 117.
16. Antoniadis, H.; Rothberg, L. J.; Papadimitrakopoulos, F.; Yan, M.; Galvin, M. E.; Abkowitz, M. A. Phys. Rev. B 1994, 50.
17. Arkhipov, V. I.; Bässler, Phys. Status Solidi A 2004, 201, 1152.
18. Chandross, M.; Mazumdar, S.; Jeglinski, S.; Wei, X.; Vardeny, Z. V.; Kwock, E. W.; Miller, T. M. Phys. Rev. B 1994, 50, 14702.
19. Kohler, A.; Gruner, J.; Friend, R. H.; Mullen, K.; Scherf, U. Chem. Phys. Lett. 1995, 245, 456.
20. Bredas, J. L.; Cornil, J.; Heeger, A. J. Adv. Mater. 1996, 8, 447.
21. Kohler, A.; Dos Santos, D. A.; Beljonne, D.; Shuai, Z.; Bredas, J. L.; Holmes, A. B.; Kraus, A.; Mullen, K.; Friend, R. H. Nature 1998, 592, 903.
22. Moses, D.; Wang, J.; Heeger, A. J.; Kirova, N.; Brazovski, S. Synth. Met. 2001, 125, 93.
23. Leng, J. M.; Jeglinski, S.; Wei, X.; Benner, R. E.; Vardeny, Z. V.; Guo, F.; Mazumdar, S. Phys. Rev. Lett. 1994, 72, 156.
24. Campbell, I. H.; Hagler, T. W.; Smith, D. L.; Ferraris, J. P. Phys. Rev. Lett. 1996, 76, 1900.
25. Moses, D.; Wang, J.; Heeger, A. J.; Kirova, N.; Brazovski, S. Synth. Met. 2001, 119, 503.
26. Smith, T. M.; Kim, J.; Peteanu, L. A.; Wildeman, J. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 10119.
27. Deussen, M.; Haring Bolivar, P.; Wegmann, G.; Kurz, H.; Bässler, H. Chem. Phys. 1996, 207, 147.
28. Schweitzer, B.; Arkhipov, V. I.; Bassler, H. Chem. Phys. Lett. 1999, 304, 365.
29. Lüer, L.; Egelhaaf, H.-J.; Oelkrug, D.; Gadermaier, C.; Cerullo, G.; Lanzani, G. Phys. Rev. B 2003, 65, 155313/1.
30. Sanchez-Galvez, A.; Hunt, P.; Robb, M. A.; Olivucci, M.; Vreven, T.; Schlegel, H. B. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 2911.
31. Levine, B. G.; Martinez, T. J. Annu. Rev. Phys. Chem. 2007, 58, 613.
32. Polyfluorenes; Scherf, U., Neher, D., Eds.; Adv. Poly. Sci. Series; Springer: Berlin, 2008; Vol. 212.
33. Scherf, U.; Müllen, K. Adv. Polym. Sci, 1995, 123, 1.
34. Barth, S.; Bässler, H.; Scherf, U.; Müllen, K. Chem, Phys. Lett. 1.998, 288, 147.
35. Harrison, M. G.; Möller, S.; Weiser, G.; Urbasch, G.; Mahrt, R. F.; Bässler, H.; Scherf, U. Phys. Rev. B 1999, 60, 8650.
36. Rissler, J.; Bassler, H.; Gebhard, F.; Schwerdtfeger, P. Phys. Rev. B 2001, 64, 045122-1.
37. Tasch, S.; Kranzelbinder, G.; Leising, G.; Scherf, U. Phys. Rev. B 1997, 55, 5079.
38. Rothe, C.; King, S. M.; Monkman, A. P. Phys. Rev. B 2005, 72, 085220/1.
39. Alvarado, S. F.; Seidler, P. F.; Lidzey, D. G.; Bradley, D. D. C. Phys. Rev. Lett. 1.998, 81, 1082.
40. van der Horst, J.-W.; Bobbert, P. A.; Michels, M. A. J.; Bassler, H. J. Chem. Phys. 2001, 114, 6950.
41. Oelkrug, D.; Tompert, A.; Gierschner, J.; Egelhaaf, H. J.; Hanack, M.; Hohloch, M.; Steinhuber, E. Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng. 1997, 3145, 242.
42. Peeters, E.; Ramos, A. M.; Meskers, S. C. J.; Janssen, R. A. J. J. Chem. Phys. 2000, 112, 9445.
43. Burrows, H. D.; Seixas de Melo, J.; Serpa, C.; Arnaut, L. G.; Monkman, A. P.; Hamblett, I.; Navaratham, S. J. Chem. Phys. 2001, 115, 9601.
44. Hsu, J.-H.; Hayashi, M.; Lin, S.-H.; Fann, W.; Rothberg, L. J.; Perng, G.-Y.; Chen, S.-A. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 8582.
45. Mehata, M. S.; Hsu, C. S.; Lee, Y. P.; Ohta, N. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 11907.
46. Liptay, W. Modern Quantum Chemistry: Istanbul Lectures: Action of Light and Organic Ciystals; Sinanoglu, O., Ed.; Academic Press: New York, 1965; Vol. 3, pp 93-138.
47. Liptay, W. Angew. Chem., Int. Ed. 1969, 8, 177.
48. Liptay, W. Excited States; Lim, E. C., Innes, K. K., Eds.; Academic Press: New York; London, 1974; Vol. 1, pp 129-229.
49. Bublitz, G. U.; Boxer, S. G. Annu. Rev. Phys. Chem. 1997, 48, 213.
50. Boxer, S. G. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 2972.
51. Smith, T. M. C. Spectral Properties and Photophysics of Conjugated Polymers in Electric Fields; Carnegie Mellon University: Pitsburgh, PA, 2006.
52. Grell, M.; Bradley, D. D. C.; Ungar, G.; Hill, J.; Whitehead, K. S. Macromolecules 1999, 32, 5810.
53. Scherf, U.; List, E. J. W. Adv. Mater. 2002, 14, 477.
54. Cadby, A. J.; Lane, P. A.; Mellor, H.; Martin, S. J.; Grell, M.; Giebeler, C.; Bradley, D. D. C.; Wohlgenannt, M.; An, C.; Vardeny, Z. V. Phys. Rev. B 2000, 62, 15604.
55. Becker, K.; Lupton, J. M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7306.
56. Wu, C.; McNeill, J. Langmuir 2008, 24, 5855.
57. Becker, K.; Lupton, J. M.; Feldmann, J.; Nehls, B. S.; Galbrecht, F.; Guo, D.; Scherf, U. Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 364.
58. Smith, T. M.; Hazelton, N.; Peteanu, L. A.; Wildeman, J. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 7732.
59. Atkins, P.; Friedman, R. Molecular Quantum Mechanics; Oxford Univ. Press: Oxford, 2007.
60. Wachsmann-Hogiu, S.; Peteanu, L. A.; Liu, L. A.; Yaron, D. J.; Wildeman, J. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 5133.
61. Schindler, F.; Lupton, J. M.; Feldmann, J.; Scherf, U. Proc. Natl. Acad. Sci. 2004, 101, 14695.
62. Schindler, F.; Lupton, J. M.; Muller, J.; Feldmann, J.; Scherf, U. Nat. Mater. 2006, 5, 141.
63. Horvath, A.; Bassler, H.; Weiser, G. Phys. Status Solidi B 1992, 173, 755.
64. Gelinck, G. H.; Piet, J. J.; Wegewijs, B. R.; Mullen, K.; Wildeman, J.; Hadziioannou, G.; Warman, J. M. Phys. Rev. B 2000, 62, 1489.
65. 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.
66. Grozema, F. C.; Warman, J. M. Radiat. Phys. Chem. 2005, 74, 234.
67. Prins, P.; Grozema, F. C.; Schins, J. M.; Patil, S.; Scherf, U.; Siebbeles, L. D. A. Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 146601/1.
68. Prins, P.; Grozema, F. C.; Siebbeles, L. D. A. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 14659.
69. Smilowitz, L.; Hays, A.; Heeger, A. J.; Wang, G.; Bowers, J. E. J. Chem. Phys. 1993, 98, 6504.
70. Rassamesard, A.; Huang, Y.-F.; Lee, H.-Y.; Lim, T.-S.; Li, M. C.; White, J. D.; Hodak, J. H.; Osotchan, T.; Peng, K. Y.; Chen, S. A.; Hsu, J.-H.; Hayashi, M.; Fann, W. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 18681.
71. Engleman, R.; Jortner, J. Mol. Phys. 1970, 18, 145.
72. Wasielewski, M. R.; Johnson, D. G.; Bradford, E. G.; Kispeit, L. D. J. Chem. Phys. 1989, 91, 6691.
73. Andersson, P. O.; Bachilo, S. M.; Chen, R.-L.; Gillbro, T. J. Phys. Chem. 1995, 99, 16199.
74. Bernardi, F.; Olivucci, M.; Robb, M. A. Chem. Soc. Rev. 1996, 25 321.
75. Kohler, B. E. Chem. Rev. 1993, 93, 41.
76. Liu, R. S. H.; Yang, L.-Y.; Liu, J. Photochem. Photobiol. 2007, 83,2.
77. Scheblykin, I.; Zoriniants, G.; Hofkens, J.; De Feyter, S.; Van der Auweraer, M.; De Schryver, F. C. ChemPhysChem 2003, 4, 260.
78. Schindler, F.; Lupton, J. M.; Feldmann, J. Chem. Phys. Lett. 2006, 428, 405.
79. Becker, H.; Lux, A.; Holmes, A. B.; Friend, R. H. Synth. Met. 1997, 85, 1289.
80. Sheats, J. R.; Chang, Y.-L.; Roitman, D. B.; Stocking, A. Acc. Chem. Res. 1999, 32, 193.