Magnetic field effects on excited states, charge transport, and electrical polarization in organic semiconductors in spin and orbital regimes

Abstract:
Magnetic field can influence photoluminescence, electroluminescence, photocurrent, injection current, and dielectric constant in organic materials, organic–inorganic hybrids, and nanoparticles at room temperature by re-distributing spin populations, generating emerging phenomena including magneto-photoluminescence, magneto-electroluminescence, magneto-photocurrent, magneto-electrical current, and magneto-dielectrics. These so-called intrinsic magnetic field effects (MFEs) can be observed in linear and non-linear regimes under one-photon and two-photon excitations in both low- and high-orbital materials. On the other hand, spin injection can be realized to influence spin-dependent excited states and electrical conduction via organic/ferromagnetic hybrid interface, leading to extrinsic MFEs. In last decades, MFEs have been serving as a unique experimental tool to reveal spin-dependent processes in excited states, electrical transport, and polarization in light-emitting diodes, solar cells, memories, field-effect transistors, and lasing devices. Very recently, they provide critical understanding on the operating mechanisms in advanced organic optoelectronic materials such as thermally activated delayed fluorescence light-emitting materials, non-fullerene photovoltaic bulk-heterojunctions, and organic–inorganic hybrid perovskites. While MFEs were initially realized by operating spin states in organic semiconducting materials with delocalized π electrons under negligible orbital momentum, recent studies indicate that MFEs can also be achieved under strong orbital momentum and Rashba effect in light emission, photovoltaics, and dielectric polarization. The transition of MFEs from the spin regime to the orbital regime creates new opportunities to versatilely control light-emitting, photovoltaic, lasing, and dielectric properties by using long-range Coulomb and short-range spin–spin interactions between orbitals. This article reviews recent progress on MFEs with the focus on elucidating fundamental mechanisms to control optical, electrical, optoelectronic, and polarization behaviors via spin-dependent excited states, electrical transport, and dielectric polarization. In this article both representative experimental results and mainstream theoretical models are presented to understand MFEs in the spin and orbital regimes for organic materials, nanoparticles, and organic–inorganic hybrids under linear and non-linear excitation regimes with emphasis on underlying spin-dependent processes.
Author Listing: Hengxing Xu;Miaosheng Wang;Zhi-Gang Yu;Kai Wang;Bin Hu
Volume: 68
Pages: 121 - 49
DOI: 10.1080/00018732.2019.1590295
Language: English
Journal: Advances in Physics

ADVANCES IN PHYSICS

ADV PHYS

影响因子:35.0 是否综述期刊:否 是否OA:否 是否预警:不在预警名单内 发行时间:1952 ISSN:0001-8732 发刊频率:Bimonthly 收录数据库:SCIE/Scopus收录 出版国家/地区:ENGLAND 出版社:Taylor and Francis Ltd.

期刊介绍

Advances in Physics publishes authoritative critical reviews by experts on topics of interest and importance to condensed matter physicists. It is intended for motivated readers with a basic knowledge of the journal’s field and aims to draw out the salient points of a reviewed subject from the perspective of the author. The journal's scope includes condensed matter physics and statistical mechanics: broadly defined to include the overlap with quantum information, cold atoms, soft matter physics and biophysics. Readership: Physicists, materials scientists and physical chemists in universities, industry and research institutes.

《物理学进展》发表了专家们对凝聚态物理学家感兴趣和重要的话题的权威评论。它的目的是为有动机的读者与基本知识的杂志领域,旨在提请重点审查的主题从作者的角度。该杂志的范围包括凝聚态物理学和统计力学:广义的定义包括与量子信息、冷原子、软物质物理学和生物物理学的重叠。读者群:大学、工业和研究机构的物理学家、材料科学家和物理化学家。

年发文量 4
国人发稿量 -
国人发文占比 0%
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平均录取率 极难
平均审稿周期 约稿?周期不定
版面费 -
偏重研究方向 物理-物理:凝聚态物理
期刊官网 http://www.tandfonline.com/loi/tadp20#.V3x_0kz9cSQ
投稿链接 http://www.tandfonline.com/action/authorSubmission?journalCode=tadp20&page=instructions#.V3x_7Uz9cSQ

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JCR分区 WOS分区等级:Q1区

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WOS期刊SCI分区
WOS期刊SCI分区是指SCI官方(Web of Science)为每个学科内的期刊按照IF数值排 序,将期刊按照四等分的方法划分的Q1-Q4等级,Q1代表质量最高,即常说的1区期刊。
(2021-2022年最新版)
PHYSICS, CONDENSED MATTER Q1

关于2019年中科院分区升级版(试行)

分区表升级版(试行)旨在解决期刊学科体系划分与学科发展以及融合趋势的不相容问题。由于学科交叉在当代科研活动的趋势愈发显著,学科体系构建容易引发争议。为了打破学科体系给期刊评价带来的桎梏,“升级版方案”首先构建了论文层级的主题体系,然后分别计算每篇论文在所属主题的影响力,最后汇总各期刊每篇论文分值,得到“期刊超越指数”,作为分区依据。

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《2019年中国科学院文献情报中心期刊分区表升级版(试行)》首次将社会科学引文数据库(SSCI)期刊纳入到分区评估中。升级版分区表(试行)设置了包括自然科学和社会科学在内的18个大类学科。基础版和升级版(试行)将过渡共存三年时间,推测在此期间各大高校和科研院所仍可能会以基础版为考核参考标准。 提示:中科院分区官方微信公众号“fenqubiao”仅提供基础版数据查询,暂无升级版数据,请注意区分。

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版本 大类学科 小类学科 Top期刊 综述期刊
物理与天体物理
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1区
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1区
PHYSICS, CONDENSED MATTER
物理:凝聚态物理
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2022年12月
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