幾種氟代芳烴電荷傳輸性質(zhì)的理論研究.pdf

1、有機(jī)半導(dǎo)體材料(OSCs)有著廣泛潛在應(yīng)用，其性能的優(yōu)劣直接決定了有機(jī)器件性能的好壞。因此從微觀理解并設(shè)計(jì)探究新型高性能有機(jī)半導(dǎo)體化合物具有重要的意義。本文采用密度泛函理論(DFT)并結(jié)合Marcus-Hush跳躍模型，對(duì)三類有機(jī)半導(dǎo)體材料體系進(jìn)行了理論研究。
　　1、選取了五種全氟代苯修飾寡聚噻吩單晶化合物，并計(jì)算了各個(gè)化合物電子和空穴重組能、電離能、電子親和能以及電子和空穴遷移率等性質(zhì)。結(jié)果顯示增加噻吩環(huán)有利于降低LUMO軌道

2、能級(jí)、降低重組能。這有利于電子的注入和空氣穩(wěn)定性的提升。其中A3的空穴遷移率(μh）為0.72 cm2·V-1·s-1,而A5的電子遷移率(μe）為0.19 cm2·V-1·s-1,是潛在的有機(jī)半導(dǎo)體材料。
　　2、對(duì)三吡咯苯(TPB，B1)進(jìn)行局部吸電子基團(tuán)取代設(shè)計(jì)了八種新型分子，并通過含色散力矯正的密度泛函方法(DFT-D)模擬計(jì)算了氣態(tài)下該系列化合物平行二聚體的最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，并據(jù)此計(jì)算了改性化合物在二聚體間的電荷傳輸性能。結(jié)果

3、表明氟化和氰基化導(dǎo)致電子親和能明顯增大，使得空氣穩(wěn)定性明顯提升。預(yù)測(cè)B1,B2和B7的μe分別高達(dá)0.433 cm2·V-1·s-1,0.198 cm2·V-1·s-1和0.279 cm2·V-1·s-1,其中B7電子和空穴傳輸能力相當(dāng)。B1,B2和B7是潛在的電子傳輸型有機(jī)半導(dǎo)體材料。
　　3、通過對(duì)5,6,7-三硫并五苯-13-酮(TTPO，C1)分子進(jìn)行氟取代，設(shè)計(jì)了三種TTPO衍生物C2、C3和C4。并通過Material