有機半導(dǎo)體載流子遷移率的密度泛函研究.pdf

1、有機半導(dǎo)體材料導(dǎo)電性能介于金屬和絕緣體之間。與傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料相比，有機半導(dǎo)體材料具有許多優(yōu)點，例如:柔性好，制各工藝簡單，成本低，可大規(guī)模生產(chǎn)利用。因為有機半導(dǎo)體具有如此多的優(yōu)點，所以近年來有機半導(dǎo)體材料成為研究熱點。
　　有機半導(dǎo)體是分子晶體，最小的組成單元是一個有機分子，為了得到性能更好的有機半導(dǎo)體材料，我們可以在特定的位置增加或減少基團來修飾有機分子。衡量有機半導(dǎo)體材料性能的重要參數(shù)是載流子遷移率。
　　本論文以密度泛

2、函理論和Marcus-Hush理論為基礎(chǔ)，利用Gaussian和ADF軟件包，對有機半導(dǎo)體材料Benzothieno-Benzothiophene(BTBT)載流子遷移率與電荷輸運微觀物理參量——分子間電子耦合（電荷轉(zhuǎn)移積分）與分子內(nèi)振動耦合（電荷轉(zhuǎn)移重組能），以及有機半導(dǎo)體材料內(nèi)部分子堆棧結(jié)構(gòu)參數(shù)（r，θ，γ）之間的關(guān)系進行理論研究。并推導(dǎo)其載流子遷移率各向異性方程，此方程可以用來有效預(yù)測有機半導(dǎo)體材料載流子遷移率極值及其方向，同時可

3、實現(xiàn)基于BTBT設(shè)計高性能有機半導(dǎo)體材料。文中，我們以C8-BTBT，C10-BTBT和C12-BTBT為例討論了BTBT衍生物的載流子遷移率。計算結(jié)果表明這三種晶體的空穴遷移率（μ hole)遠遠大于它們的電子遷移率（μeletron），這說明它們是p-型有機半導(dǎo)體材料。當(dāng)碳鏈長度由8變到12時，載流子遷移率也是增大的。載流子遷移率的增大可以歸因于橫向二聚體T和平行二聚體P之間角度θ T1的增大。換句話說就是隨著碳鏈的增長晶體結(jié)構(gòu)堆積

4、的更加緊密。這種簡單的計算模型可以為以后設(shè)計性能更好的材料提供方法，例如通過修飾側(cè)邊碳鏈的長度來增加載流子遷移率。
　　本文還利用密度泛函理論并結(jié)合過渡態(tài)理論研究了一種新型二氧化碳吸附和轉(zhuǎn)化催化劑的催化機理。眾所周知，CO2是地球上儲量最豐富，最便宜的C1資源，它具有無毒，不燃燒，可再生等特點，但是，CO2也是主要的溫室氣體之一?；谶@些特點，CO2化學(xué)已經(jīng)吸引了全世界越來越多的關(guān)注，通過化學(xué)技術(shù)實現(xiàn)碳的捕獲和高效轉(zhuǎn)化是現(xiàn)如今研究