关于举行荷兰皇家科学院院士Reinder Coehoorn教授学术报告的通知

2018-11-16 454

报告题目： Kinetic Monte Carlo simulation of phosphorescent and TADF-type organic light-emitting diodes

报告人：Reinder Coehoorn 教授（荷兰皇家科学院院士）

邀请 人：彭俊彪 教授

报告时间：2018年11月20日（周二）下午15:00

报告地点：北区科技园1号楼502室

报告摘要

Mechanistic Organic Light Emitting Diode (OLED) device modeling using kinetic Monte Carlo (KMC) simulations provides a true molecular-scale and nanosecond-resolved view of the relevant physical processes occurring in OLEDs, including the actual spatial non-uniformity of the current density and radiative decay [1], a decomposition of the efficiency loss in terms of fundamental loss processes such as exciton-polaron quenching and exciton-exciton annihilation, and a prediction of the device lifetime from simulations including molecular degradation [2]. In this talk, we demonstrate how KMC simulations [3] can be used to successfully analyze and predictively model the internal quantum efficiency (IQE) of phosphorescent and TADF-based OLEDs and its roll-off at large current densities.

The development of predictive simulations requires developing an improved understanding of the charge and exciton transfer processes in OLEDs, and of the efficiency loss processes such as exciton-polaron and exciton-exciton quenching. In the second part of the talk our recent theoretical progress on charge transfer in disordered organic materials, beyond the often-used Marcus or Miller-Abrahams theories, is discussed [4-6], and recent progress on experimentally studying triplet-triplet annihilation and triplet exciton diffusion is presented [7,8].

References

M. Mesta et al., Nat. Mater. 12, 652 (2013).
R. Coehoorn et al., Adv. Funct. Mater. 25, 2024 (2015).
Bumblebee KMC software (Simbeyond B.V.), https://simbeyond.com/bumblebee/.
A. Massé et al., Phys. Rev. B 93, 195209 (2016).
X. de Vries et al., Phys. Rev. B 97, 075203 (2018).
F. Symalla et al., Phys. Rev. Lett. 117, 276803 (2016).
L. Zhang et al. Chem. Phys. Lett. 652, 142–147 (2016); Chem. Phys. Lett. 662, 221–227 (2016).
A. Ligthart et al. (Adv. Funct. Mater, accepted).

报告人简介

Reinder Coehoorn 荷兰皇家科学院院士、飞利浦首席科学家、广东省领军人才

Reinder Coehoorn教授是光电显示领域世界知名专家，荷兰皇家科学院院士、荷兰飞利浦研究院首席科学家。专长于有机光电子学及应用、纳米材料与技术领域；尤其在有机发光材料与光电器件物理领域拥有20多年的创新及研发经验，创造性提出了多耦合参数输入的有机发光二极管（OLEDs）器件性能动态模拟方法，提供从器件性能目标设定到器件结构与材料体系设计与优化的全程仿真实现路径；搭建了OLEDs最新理论成果与器件设计与生产之间的桥梁。基于本方法开发的指导材料和器件设计的软件技术已授权全球500强化工公司巴斯夫股份公司（BASFSE）商用。基于基础研究和产业引导方面的突出贡献，Coehoorn院士于2000年获得了荷兰皇家科学院颁发的“GillesHolstMedal”杰出贡献奖，2004年获得荷兰飞利浦研究院“Bronze Patent Award”发明奖，并于2007年入选荷兰皇家科学院院士。截至目前，已在《Nature Photonics》、《Nature Materials》和《Physical Review Letters》等国际权威期刊上发表学术论文196篇，H-index为47，已获授权国际发明专利20余项。

主要研究有机发光材料与器件相关物理问题，通过实验以及先进的分子尺度的模拟研究电荷基本传输与光电物理过程。主要集中在基于有机发光二极管的显示与照明应用，为光显示技术领域的发展提供强有力的模型方法及实践指导。通过建立科学的三维动态模拟方法，系统研究OLEDs的效率和寿命与基本的物理过程、特定的材料参数以及层叠结构参数的关系，成果已成功应用于产品。这些面向材料与器件优化获取的研究成果，将对印刷显示器件、可印刷有机发光显示材料及层叠结构的优化技术路线提供不可或缺的理论依据及技术指导。目前，采用开发的动态软件，在世界范围内首次通过机械模拟两种OLED器件的效率滚降，并被广泛应用于商业系统。Coehoorn院士与多家国际知名企业以及研究机构拥有合作关系，包括飞利浦照明商务中心（德国）、巴斯夫公司（德国亚琛）、荷兰埃因霍温理工大学（特聘教授）以及德国卡尔斯鲁厄理工学院，在发光显示材料与器件领域拥有丰富的人才、技术与产业资源优势。

Reinder Coehoorn院士华南师范大学国家国际科技合作基地“绿色光电子国际联合研究中心”学术大师，为反射式显示、发光显示、印刷显示等方向的研发与技术转化提供指导。

受教育经历：

1975-1981 荷兰阿姆斯特丹自由大学，实验物理学，硕士

1982-1985 荷兰格罗宁根大学，物理化学，博士

研究工作经历：

1985-1995 荷兰飞利浦研究院，研发科学家

1993-1998 阿姆斯特丹大学，特聘教授

1996-2000 荷兰飞利浦研究院，高级科学家

2001-2012 荷兰飞利浦研究院，院士

2004-至今荷兰埃因霍温大学，特聘教授

2007-至今荷兰皇家科学院，院士

2013-至今荷兰飞利浦研究院，院士、首席科学家

2015-至今华南师范大学，特聘教授

重要奖项：

[1] 2000年获荷兰皇家科学院“吉尔斯霍尔斯特”杰出贡献奖章（KNAW Gilles Holst Medal）

[2] 2004年获荷兰飞利浦研究院“Bronze Patent Award”专利发明奖章

图1 Reinder Coehoorn院士荷兰飞利浦研究院专利发明奖奖章（Bronze Patent Award）

主持的代表性科研项目：

[1] 2007-2011，欧盟第七框架项目计划“Advanced Experimentally Validated Integrated OLED Model (AEVIOM)”，270万欧元，项目总负责人

[2] 2003-2007，荷兰优先项目材料研究项目“Computational Materials Research of Semiconducting Polymers”，100万欧元，项目总负责人

[3] 1998-2001，飞利浦研究项目“高密度混合磁/光盘数据存储”，150.5万欧元，项目总负责人，首席科学家

[4] 1996-2000，欧盟信息技术战略研究项目“Novel Magnetic Nanodevices of artificially layered Materials”，250万欧元，项目总负责人

[5] 1992-1995，欧盟信息技术战略研究项目“Study of multilayer Materials for magnetoresistive Sensors”，250万欧元，项目总负责人

[6] 1991-1995，飞利浦研究项目“用于薄膜读写磁头的多层磁性薄膜的磁阻研究”，200万欧元，项目总负责人

代表性论文：

[1] S.L.M. van Mensfoort, M. Carvelli, M. Megens, D. Wehenkel, M. Bartyze, H. Greiner, R.A.J. Janssen1 and R. Coehoorn. “Measuring the light emission profile in organic light-emitting diodes with nanometre spatial resolution.” Nature Photonics 4.5(2010):329-335. (IF: 32.386)

[2] M. Mesta, M. Carvelli, R. J, de Vries, H. van Eersel, J.J.M. van der Holst, M. Schober, M. Furno, B. Lüssem, K. Leo, P. Loebl, R. Coehoorn and P. A, Bobbert. “Molecular-scale simulation of electroluminescence in a multilayer white organic light-emitting diode.” Nature Materials 12.7(2013):652-658. (IF: 36.503)

[3] E. C. P. Smits, S. Setayesh, T. D. Anthopoulos, M. Buechel, W. Nijssen and R. Coehoorn. “Near-infrared light-emitting ambipolar organic field-effect transistors.” Advanced Materials 19.5(2007):734–738. (IF: 17.493)

[4] S.L.M.V. Mensfoort and R. Coehoorn. “Determination of injection barriers in organic semiconductor devices from capacitance measurements.” Physical Review Letters 100.8(2008):38-71. (IF: 7.512)

[5] W.F. Pasveer, J. Cottaar, C. Tanase, R. Coehoorn, P.A. Bobbert and P.M. Blom. “Unified description of charge-carrier mobilities in disordered semiconducting polymers.” Physical Review Letters 94.20(2005):206601. (IF: 7.512)

[6] W.C.Germs, H.J.J.M.Van, S.L.M.Van Mensfoort, P.A. Bobbert and R.Coehoorn. “Modeling of the transient mobility in disordered organic semiconductors with a Gaussian density of states.” Physical Review B 84.16(2011): 165210-1.(IF: 3.736)

[7] A.Massé, R. Coehoorn and P.A. Bobbert. “Study of charge-carrier relaxation in a disordered organic semiconductor by simulating impedance spectroscopy.” Physical Review Letters 113(2014):116604. (IF: 7.512)

[8] M.Carvelli, R.A.J. Janssen and R. Coehoorn. “Determination of the exciton singlet-to-triplet ratio in single-layer organic light-emitting diodes.” Physical Review B Condensed Matter 83.7(2011):210-216. (IF: 3.736)

[9] M. Mesta, C. Schaefer, J. de Groot, J. Cottaar, R. Coehoorn and P.A. Bobbert. “Charge-carrier relaxation in disordered organic semiconductors studied by dark injection: experiment and modeling” Physical Review B 88 (2013):174204. (IF: 3.736)

[10]H.Van Eersel, P.A. Bobbert, R.A.J. Janssen and R. Coehoorn. “Monte carlo study of efficiency roll-off of phosphorescent organic light-emitting diodes: evidence for dominant role of triplet-polaron quenching.” Applied Physics Letters 105.14(2014): 143303-143303-5. (IF: 3.302)

代表性专利：

[1] J.van der Zaag Pieter; R. Coehoorn; etc. /2014/Apparatus for the processing of single molecules/US20140349892/美国

[2] H. Lifka; M. de Kok; R. Coehoorn; etc./2007/Light device and method of manufacturing a light device/US20100253225/美国

[3] R. Coehoorn; W. J. Prins /2004/Sensor and method for measuring the areal density of magnetic nanoparticles on a micro-array/US200601280355/美国

[4] J. Adelerhof Dark; R. Coehoorn; etc./2006/Method of manufacturing a magnetic tunnel junction device/US20060128037/美国

[5] C. Giegeler; H. Lenssen Kars-Michiel; J. Zilker Stephan; R. Coehoorn/2005/ Magnetoresistive device and electronic device/US20051459/美国