有机半导体是近二十年最热门的科技领域之一，这主要归因于基于有机半导体的各类器件有着巨大的应用前景。其中最典型的例子是有机发光器件，它目前已经处于产业化的初步阶段。但是目前对这些器件中的一些内在的物理机制还不是十分清楚。了解这些机制将有利于提高有机发光器件的各种性能。本论文利用有机原位光致发光测量方法从实验和理论两方面研究其中一些重要物理过程，具体包括以下四个工作：1，研究有机薄膜中的激子扩散过程：激子扩散过程是有机材料最重要的物理过程之一。它在有机发光器件和有机太阳能电池等有机光电器件中都扮演着非常重要的角色。在这里，我们使用原位光致发光测量方法系统地研究激子在有机发光薄膜中的扩散。在研究中，采用C60作为淬灭材料，运用了两种不同生长和测量顺序即在一定厚度C60生长有机发光薄膜和在一定厚度的有机发光薄膜生长C60。在这两种情况中，分别测量了有机发光薄膜的发光强度随着其厚度的变化关系和一定厚度的有机发光薄膜发光强度随着C60覆盖厚度的变化关系。另一方面，在理论上，采用传输矩阵的方法对其中的光学效应进行计算，以及利用速率方程对其中的激子过程进行模拟，推导出含激子扩散长度的发光强度随着膜层厚度的变化公式。最后，通过实验数据与理论公式的拟合，得到了激子扩散长度。这两种测量方法得出的激子扩散长度值是一致的。2，研究金属电极对有机薄膜的发光淬灭效应：金属经常被用作有机发光器件的电极，但大量的实验证据表明金属对有机薄膜发光有着严重的淬灭效应。关于其中的机制，目前主要存在以下两种观点，第一种认为主要是由于有机薄膜中的激子扩散到金属界面导致的；另一种认为是由于有机薄膜中的激子和金属中的电子气发生长程的非辐射能量转移导致的。在这里，我们从实验上通过测量有机发光薄膜（tris-（8-hydroxyquinoline）aluminum，Alq3）生长在很薄的金属薄膜（2nm Al）上时有机发光薄膜的发光强度随着其厚度的变化关系，来研究这个淬灭现象。发现有机薄膜的发光淬灭在这种情况要严重于单独考虑激子扩散到淬灭界面上效应和单独考虑采长程的非辐射能量转移效应这两种情况。但是，我们通过理论计算发现，如果同时考虑了激子扩散过程和非辐射能量转移过程，这个实验现象就可以得到很好的解释。此外，我们还利用这个模型计算了金属电极在电致发光中所导致的淬灭。3，研究有机染料掺杂发光系统中的给体与受体之间的能量转移：将有机染料掺入有机发光主体材料来调节发光颜色是有机发光器件最重要技术之一。一般认为从主体（给体）到客体（受体）的能量转移主要是通过F（?）rster能量转移进行的。但在掺杂的薄膜中，有人认为激子在主体的扩散也有可能扮演着非常重要的作用。在这里，我们用原位光致发光测量Alq3薄膜生长在有机染料DCM上发光强度随着厚度的变化关系，观察到从Alq3到红色染料4-（dicyanomethylene）-2-methyl-6-（p-dimethylaminostyryl）-4H-pyran（DCM）的能量转移确实包括激子在主体里扩散以及主体和客体之间的F（?）rster能量转移过程这两个过程的有力证据。通过这个方法推导得到的Alq3-DCM（给体-受体）系统的能量转移半径为4.0±0.5nm。另外，我们还从理论上模拟了掺杂的薄膜中能量转移过程，得到了激子在主体里扩散过程会使给体和受体的能量转移范围增大一倍左右的结果。4，研究金属原子和有机分子的能量转移：对于金属淬灭有机发光现象，除了前面提到的金属薄膜淬灭有机薄膜发光的一类现象以外，还有另外一类由“孤立”金属原子导致的淬灭现象，如Gao组发现亚单层金属会导致30nm Alq3薄膜50％的发光淬灭。关于这个现象他们给出的解释是由于有机薄膜中的激子扩散到界面上拆分导致的（“接触”模型），但是目前还没有实验验证或理论考虑是否存在有机分子和各类元素的“孤立”原子之间的其它长程非接触的相互作用。在这里，我们发现“孤立”的金属原子也会导致染料掺杂的有机薄膜光致发光严重的淬灭；并且，通过在有机和金属原子之间插入一隔离层，进一步地发现这淬灭效应是一个长程的、与具体金属原子有关的相互作用。以前的激子扩散到界面上拆分导致淬灭的“接触”模型不能解释这一现象。但是如果考虑有机分子和各类元素的“孤立”原子之间存在类F（?）rster的能量转移，这一现象就可以得到很好的解释。这个能量转移内在物理机制是偶极子（被激发的有机分子）和各类单质元素原子能级间的共振耦合。几乎所有元素的原子和发光的有机半导体之间都满足这个耦合条件，即可以发生长程能量转移。这是一种过去未见报道的单质元素与有机半导体之间的相互作用机制。