有机分子电荷迁移率各向异性的第一性原理研究

发布时间：2017-11-25 13:17

  本文关键词：有机分子电荷迁移率各向异性的第一性原理研究

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【摘要】：鉴于微电子科技的迅猛发展,使用半导体器件的地方也越来越多,与此,传统无机半导体器件的不足也慢慢显现出来,如在制备技艺上异常繁杂,制备过程所需求的条件也异常的高并且成本非常的高。研究者们为了消除无机半导体的问题,不断探究新型的器件材料,最终发现可以良好的消除上面问题的器件就是有机半导体器件,它能够取代无机半导体器件,作为新型的光电子器件。此类有机器件拥有需多优势,例如成本廉价,柔韧性良好,技艺简易,适用于大范围制造。是以,有机半导体器件已为目前研究者探究的热门。本文主要采用量子化学理论中的密度泛函理论对N,N'-butyl-3, 4,9,10-perylenediimide (PDIB)系列分子的电荷迁移率以及激发态性质进行研究,分别计算出PDIB. PDIB-20Ph有机分子的迁移率以及PDIB、PDIB-20Ph和 PDIB-40Ph分子的振子强度、垂直电离势、绝热电离势、垂直电子亲和、绝热电子亲和等性质,画出了三种分子体系的吸收光谱。首先通过对PDIB以及PDIB-20Ph分子迁移率的研究,发现这两种分子都是空穴迁移率大于电子迁移率,其中PDIB分子空穴最大迁移率可达电子最大迁移率的94倍。其次,通过对比PDIB以及PDIB-20Ph分子的空穴迁移率,发现在PDIB含苯氧基的衍生物中,苯氧基环在邻近堆积列中起到的是逆电流器的作用。再次,通过研究苯氧基对PDIB系列分子光学性质的影响,对比PDIB、 PDIB-20Ph 和 PDIB-40Ph分子的振子强度以及吸收光谱,发现随着分子体系中苯氧基的增加,振子强度在逐渐减弱,吸收光谱发生明显的红移现象。最后,通过PDIB、PDIB-20Ph 和 PDIB-40Ph分子VIP、 AIP、 VEA、 AEA的对比,发现电子亲和(IP)的值随着苯氧基的增加在不断地减小。而对于PDIB-40Ph分子,电离势(EA)不但没有减小反而增加了,我们猜测这可能是给PDIB分子增加了4个苯氧基引起PDIB分子发生了空间扭转,导致分子的性质发生了部分变化。从对PDIB系列分子光学性质的研究可以看出,随着体系中苯氧基的增加,体系的光学性质在不断地减弱。这再次印证了在含苯氧基的衍生物中,苯氧基环在临邻近堆积列中起到的是逆电流器的作用。
【学位授予单位】：辽宁大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O621.21

【参考文献】

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1 张素梅,石家纬,郭树旭,刘明大,王伟;有机薄膜FET的研究进展[J];半导体光电;2003年02期

2 黄美纯;密度泛函理论的若干进展[J];物理学进展;2000年03期

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本文编号：1226149