经过四十多年的发展,有机半导体材料凭借其优秀的光电和自旋特性,在科研和实际应用中都开拓出广阔的前景。由于柔性、质轻、价格低廉、结构可调制等特性,有机半导体相比于无机半导体具有不可替代的优势,正好弥补了电子学发展过程中无机材料的弊端。有机发光二极管、有机太阳能电池、有机激光器、有机自旋阀等有机电子学器件不断地发展,在我们的生产和生活中表现出巨大的潜力。但是,有机半导体材料也存在一定的劣势,比如器件使用寿命较短,材料普遍导电性能较差等等,这些都制约着有机电子学的发展。所以,有机半导体材料距离大规模产业化还有一定距离,对于它的研究还有很长的路要走。目前对于有机半导体材料的研究方法众多,本论文所使用的研究方法是紧束缚的SSH模型,并且为了研究有机半导体的自旋相关特性,在原始模型基础上增加了自旋相关作用。由于有机半导体内部存在强电子-声子耦合相互作用,所以材料内部的电荷会以局域态的形式存在,形成极化子、激子等准粒子。有机发光二极管、有机太阳能电池等电子器件中,激子都起到了重要作用。有机发光二极管是一种以电致发光过程为主要工作原理的器件。器件中的工作过程均是在外界电场中进行的。正负电极分别注入正电荷和负电荷,正负电荷在有机层中形成正电极化子与负电极化子,两者相遇形成激子。按照不同的自旋组态,激子可分为单线态激子和三线态激子。按照激子统计,两者生成比例为1:3。由于三态激子自旋禁阻,只有单态激子可以跃迁至基态发光,所以讨论体系中单态激子的生成比例是很有意义的。现如今,有很多物理机制可以解释体系中单态激子产率不符合激子统计的现象,包括TTA机制、TPI机制、RISC机制等。Meng等人还通过理论计算发现有机聚合物体系中电子的自旋磁矩与磁场之间的旋轨耦合作用可以调制单态的生成比例。在有机半导体中,由于自旋轨道耦合等自旋相关作用计入,体系中的自旋极化会被削弱,自旋发生混合。本论文主要讨论了在上述自旋混合的有机半导体体系中,外界电场对激子以及激子产率的影响。自旋混合体系中的激子在外界施加弱电场时会发生电荷极化,此时通过投影的方法求得不同自旋组态激子的生成比例,我们发现外电场会导致单态激子产率下降,在电子-电子相互作用以及电声耦合相互作用较强的体系中,这种影响更明显。而且有机共轭聚合物体系内的自旋混合可以导致激子解离临界电场产生变化。另外,我们还讨论了在自旋混合体系中,氢原子所引起的超精细场对激子产率的影响。我们发现单态激子的生成比例会由于超精细相互作用出现一定的减少。尤其在较弱的超精细场中,产率随相互作用强度的变化更敏感。