有机光电子双语教程

　　“有机光电子学”是一门与电子元器件相关的交叉、前沿学科，目前处于蓬勃发展阶段，国内尚未有相应的教材出版。南京邮电大学自2006年成立材料科学与工程学院以来，有机电子学就作为特色专业课程，成为本科生及研究生的重点教学内容之一，目的在于培养学生掌握有机光电材料在光电器件中应用的基础知识。
　　全书采取双语编排，有助于学生在掌握专业知识的同时，熟悉英文形式的科学术语，方便知识拓展及文献调研。每个章节都包括： ①正文（英语，局部中文翻译）,②本章小结（中文）,③专业词汇（双语）,④思考题（英文）。文字深入浅出，非常适合学生作为教材使用，为学生今后从事与有机光电材料相关的工作奠定基础。书中的英文大部分来自原汁原味的英文原版书籍，通过作者的二次创作及编辑加工而成，英文纯正，逻辑清晰，易于理解，有利于读者专业英语水平的提高。另外，书中含有英文重点、难点句子的中文翻译，可帮助英文相对薄弱的学生理解专业知识、提高英文水平。特别地，本书有相应配套的慕课视频及文字内容，已经在江苏省的在线开放课程平台上线。
　　本课程的教学时数建议为32～48学时，视学生的培养方案而定。各章的参考教学课时见如下学时分配表。

学时分配表
章    节 课程内容 学    时 Chapter 1 Introduction to organic optoelectronics 2～3 Chapter 2 Bonding and electronic structures in organic materials 2～4 Chapter 3 Energy related processes in organic materials 8～12 Chapter 4 Electrical properties and related processes in organic materials 6～9 Chapter 5 Property characterization for organic materials 3～4 Chapter 6 Organic field effect transistors 3～4 Chapter 7 Solar cells containing organic materials 3～4 Chapter 8 Organic light-emitting diodes 3～4 Chapter 9 Organic sensors 2～4 课时总计 32～48
　　本书的编写参考了多本中文和英文文献（见参考文献部分），在此对这些参考文献的作者表示感谢。同时，感谢以下基金的支持： 有机电子与信息显示国家重点实验室定向项目、江苏省高校优势学科建设工程（PAPD：  YX03002,YX03003）、南京邮电大学卓越教师培育计划（ZYJH201402）、有机电子学慕课建设项目（2014MOOCA1）。
　　由于作者能力所限，加之双语，疏漏和不妥之处在所难免。恳请广大读者在使用过程中给予批评指正，以利于再版之际的修改和完善。与本书相关的讨论与交流，也十分欢迎。 

密保秀、高志强
2023劳动节前于南京

本书阐述了有机光电材料中电子结构及其相关电子和光子的相关过程，解释了有机分子及其固体凝聚态的各种性质，并详细介绍了有机材料光电及热稳定性质的测试表征方法，最后对有机光电材料相关光电器件的结构、工作原理及应用进行了讨论。

1990年毕业于北京大学，2003年于香港获得博士学位。2006年10月加盟南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院，从事有机光电材料与器件方面的研究，在Adv. Mater., J. Am. Chem. Soc., 等期刊上发表多篇文章。2008年获得 “新世纪优秀人才”支持计划。2011年学校公派赴美参加双语教学短期培训。撰写专著《有机电子学》（黄维，密保秀，高志强），于2011科学出版社出版，并于2012年获得“中华优秀出版物奖图书提名奖”。2018年出版双语教材《材料物理双语

CHAPTER 1INTRODUCTION TO ORGANIC OPTOELECTRONICS
1.1Optoelectronics
1.2Organic Optoelectronics
1.2.1Optoelectronic Organic Materials
1.2.2Optoelectronic Processes and Device Applications of Organic Materials
本章小结
Appendix
Glossary
Problems

CHAPTER 2BONDING AND ELECTRONIC STRUCTURES IN ORGANIC MATERIALS
2.1Bonding in Organic Materials
2.1.1Bonding in Solids
2.1.2Orbital Hybrid
2.1.3Covalent Bondings within a Molecule 
2.2Intermolecular Forces in Organic Materials
2.2.1Intermolecular Attractive Forces
2.2.2Repulsive Force and Overall Force between Molecules
2.2.3Material Properties Relating to Intermolecular Forces
2.3Electronic Structures in Organic Materials
2.3.1Theories
2.3.2Electronic Structures in Organic Materials
2.3.3Electronic Differences between Isolated Molecules and Crystals
2.4Effects of Bonding/Electronicstructures on Property of Organic Materials
2.4.1sp3 Bonding versus sp2/sp Bonding
2.4.2Conjugation
2.4.3Aromatic Rings 
本章小结
Glossary
Problems

CHAPTER 3ENERGY RELATED PROCESSES IN ORGANIC MATERIALS
3.1Introduction
3.2Concepts for Ground/Excited State and Exciton
3.2.1Ground and Excited States
3.2.2Exciton
3.3Electronic Transitions within a Molecule
3.3.1Absorption
3.3.2Energy Decay Processes
3.4Optical Transition Rules
3.4.1Quantum Formula
3.4.2Selection Rules
3.4.3Einstein Equations
3.4.4Intensity Distribution of Absorption Spectrum 
3.4.5Photoluminescence Quantum Yield
3.5Excitonic Interactions in Organic Aggregates 
3.5.1Davydov Splitting
3.5.2Excimer and Exciplex
3.5.3Charge Transfer Exciton
3.5.4Surface Exciton
3.5.5Fusion/Annihilation and Fission/Splitting
3.6Energy Transfer Processes
3.6.1Cascade Energy Transfer
3.6.2Frster Energy Transfer
3.6.3Dexter Energy Transfer 
3.7Dynamic Processes in Excitons
3.7.1Exciton Diffusion
3.7.2Interaction of Exciton with Various Species
本章小结
Glossary
Problems

CHAPTER 4ELECTRICAL PROPERTIES AND RELATED PROCESSES IN ORGANIC MATERIALS 
4.1Conductivity and Carriers in Solids
4.1.1Basic Concepts for Electricity
4.1.2Energy Diagram of Semiconductors
4.1.3Carrier Types
4.1.4Carrier Transport in Solids
4.1.5Electrical Properties of Organic Materials
4.2Mobility in Organic Materials
4.2.1Organic Crystals
4.2.2Disordered Organic Materials
4.3Contact and Contact Potential
4.3.1Concepts
4.3.2Neutral Contact
4.3.3Schottky Contact
4.3.4Ohmic Contact
4.4Currents under Carrier Injection
4.4.1Injection Limited Current
4.4.2Space Charge Limited Current
4.5Charge Carrier Recombination
4.5.1Nongeminate Charge Recombination without Traps
4.5.2Nongeminate Charge Recombination with Traps
本章小结
Glossary
Problems

CHAPTER 5PROPERTY CHARACTERIZATION FOR ORGANIC MATERIALS
5.1Thermal Analysis
5.1.1Differential Scanning Calorimetry
5.1.2Thermal Gravity Analysis
5.2Electronic Levels and Bandgap
5.2.1HOMO/LUMO Levels 
5.2.2Triplet Levels
5.2.3Fermi Levels
5.2.4Bandgaps
5.3Carrier Mobility
5.3.1By Time of Flight
5.3.2By Space Charge Limited Current
5.3.3By Dark Injection Transient Space Charge Limited Current
5.3.4By Transient Electroluminescence
5.3.5By Field Effect Transistor
5.3.6By Pulseradiolysis Timeresolved Microwave Conductivity 
5.4Photoluminescence Quantum Yield
5.4.1PLQY Definition
5.4.2PLQY in Dilute Solution
5.4.3PLQY in Solid State
本章小结
Glossary
Problems

CHAPTER 6ORGANIC FIELD EFFECT TRANSISTORS
6.1Introduction
6.2Device Structure of OFETs
6.3Working Principle of OFETs
6.3.1Accumulation or Depletion Mode
6.3.2Band/Energy-level Bending
6.3.3Carrier Distribution
6.3.4Generation of Output Currents
6.4Performance Parameters for OFETs
6.4.1Transfer and Output Curves
6.4.2Linear/Saturation Region and Pinch-off Voltage
6.4.3Threshold Voltage and Subthreshold Swing
6.4.4Current On-off Ratio
6.4.5Hysteresis
6.4.6Mobility of OFETs
6.5Applications of OFETs
6.5.1Requirements for OFET Applications
6.5.2Display Applications
6.5.3Sensor Applications
6.5.4RFID and Logic Applications
本章小结
Glossary
Problems

CHAPTER 7SOLAR CELLS CONTAINING ORGANIC MATERIALS
7.1Introduction
7.1.1Solar Radiation
7.1.2History of Solar Cells
7.2Device Structures
7.2.1OPV Structures
7.2.2DSSC Structures
7.2.3PSC Structures
7.2.4Tandem Cells
7.3Working Principles
7.3.1Silicon Solar Cells
7.3.2Organic Photovoltaics
7.3.3DSSCs and PSCs
7.4Device Characterization
7.4.1J-V Curves
7.4.2Device Efficiencies
7.4.3Theoretical JSC
本章小结
Glossary
Problems

CHAPTER 8ORGANIC LIGHT-EMITTING DIODES 
8.1Introduction
8.2Working Principles
8.2.1Types of Electroluminescence
8.2.2Overview of OLED Working Principle
8.2.3Injection and Transport Barriers at Interfaces
8.2.4Generation of Excitons by Charge Recombination
8.2.5Radiative Decay of Excitons
8.3Device Structure
8.3.1Single Layer OLED
8.3.2Double-Layer OLED
8.3.3Triple-Layer OLED
8.3.4Multi-Layer OLED
8.3.5White OLED
8.4Device Characterization
8.4.1J-U-B Curve and EL Spectrum
8.4.2Characterization Parameters
8.4.3Chromaticity Coordinates and Color Saturation
8.4.4Device Lifetime
本章小结
Glossary
Problems

CHAPTER 9ORGANIC SENSORS
9.1Concept of Sensor
9.2Mechanism in Organic Sensors
9.2.1Interaction Models
9.2.2Conductometric Sensors - Chemiresistors
9.2.3Sensors based on OFET Devices
9.2.4Potentiometric Sensors – Ion-Selective/Electrochemical Sensors
9.2.5Fluorescence Sensors
9.2.6Colorimetric Sensors
9.3Organic Photodetectors
9.3.1Device Architectures
9.3.2Device Characteristics
本章小结
Glossary
Problems
参考文献

本书阐述了有机光电材料中电子结构及其相关电子和光子的相关过程，解释了有机分子及其固体凝聚态的各种性质，并详细介绍了有机材料光电及热稳定性质的测试表征方法，最后对有机光电材料相关光电器件的结构、工作原理及应用进行了讨论。

1990年毕业于北京大学，2003年于香港获得博士学位。2006年10月加盟南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院，从事有机光电材料与器件方面的研究，在Adv. Mater., J. Am. Chem. Soc., 等期刊上发表多篇文章。2008年获得 “新世纪优秀人才”支持计划。2011年学校公派赴美参加双语教学短期培训。撰写专著《有机电子学》（黄维，密保秀，高志强），于2011科学出版社出版，并于2012年获得“中华优秀出版物奖图书提名奖”。2018年出版双语教材《材料物理双语