Hermann Kraus Lehrstuhl Prof. Lupton FAKULTÄT FÜR PHYSIK Dr. Max Mustermann Referat Kommunikation & Marketing Verwaltung Hermann Kraus, Felix Frunder,

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1 Hermann Kraus Lehrstuhl Prof. Lupton FAKULTÄT FÜR PHYSIK Dr. Max Mustermann Referat Kommunikation & Marketing Verwaltung Hermann Kraus, Felix Frunder, Sebastian Bange, Ullrich Scherf, John M. Lupton FAKULTÄT FÜR PHYSIK Probing electron-hole-pair magnetoresistance in OLEDs

2 Hermann Kraus Lehrstuhl Prof. Lupton FAKULTÄT FÜR PHYSIK Motivation Magnetoluminescence Magnetoresistance Nobel price 2007

3 Hermann Kraus Lehrstuhl Prof. Lupton FAKULTÄT FÜR PHYSIK Random spin flips Image source: Mahato, et al., Science (2013)

4 Hermann Kraus Lehrstuhl Prof. Lupton FAKULTÄT FÜR PHYSIK Spin manipulation Energy Charge pairs (Excitonic precursors) Excitons Ground state Free charge carriers Dissociation/Recombination Random spin flips Triplet +- Singlet + - +- + -

5 Hermann Kraus Lehrstuhl Prof. Lupton FAKULTÄT FÜR PHYSIK Spin resonance Zeeman effect Photons

6 Hermann Kraus Lehrstuhl Prof. Lupton FAKULTÄT FÜR PHYSIK Spin manipulation Energy Charge pairs (Excitonic precursors) Excitons Ground state Free charge carriers Dissociation/Recombination HF introduced spin flips Random spin flips Triplet +- Singlet + - +- + -

7 Hermann Kraus Lehrstuhl Prof. Lupton FAKULTÄT FÜR PHYSIK Material system Phenyl substituted ladder-type poly(para-phenylene) (PhLPPP) Wavelength (nm) Intensity (norm.) Photoluminescence Electroluminescence Pd + - Singlet emits directly + - Triplet diffuses to palladium J.M. Lupton, et al., Phys. Rev. Lett. (2002)

8 Hermann Kraus Lehrstuhl Prof. Lupton FAKULTÄT FÜR PHYSIK Setup Singlet Triplet Coils + OLED Dichroic beam splitter Photo diodes Fiber HF

9 Hermann Kraus Lehrstuhl Prof. Lupton FAKULTÄT FÜR PHYSIK Results

10 Hermann Kraus Lehrstuhl Prof. Lupton FAKULTÄT FÜR PHYSIK Frequency dependence

11 Hermann Kraus Lehrstuhl Prof. Lupton FAKULTÄT FÜR PHYSIK Next steps Current dependence Wavelength (nm) Degradation effects Luminescence change t = 14h t = 0.5h t = 0 Luminescence change (%)

12 Hermann Kraus Lehrstuhl Prof. Lupton FAKULTÄT FÜR PHYSIK Summary Magnetoresistance and magnetoluminescence are important effects in organic semiconductors Spin resonance is a good way to analyze these effects Method is also applicable to other materials Thank you for your attention!

13 Hermann Kraus Lehrstuhl Prof. Lupton FAKULTÄT FÜR PHYSIK

14 Hermann Kraus Lehrstuhl Prof. Lupton FAKULTÄT FÜR PHYSIK Line shape B 0 (mT) Current change (nA)

15 Hermann Kraus Lehrstuhl Prof. Lupton FAKULTÄT FÜR PHYSIK OLED Structure