一維導(dǎo)電共聚物中極化子輸運(yùn)的動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、近些年來(lái)，隨著實(shí)驗(yàn)手段的不斷提高和理論研究方法的不斷成熟，關(guān)于有機(jī)導(dǎo)電高分子材料的研究已經(jīng)發(fā)展成為系統(tǒng)的多學(xué)科交叉研究領(lǐng)域。越來(lái)越多的研究人員投入了很大的精力，對(duì)有機(jī)高分子材料在電、磁、光等方面的性質(zhì)開(kāi)展了系統(tǒng)研究，并取得了豐碩的成果。一些取得共識(shí)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)和理論結(jié)果已經(jīng)成為本學(xué)科研究的基礎(chǔ)：一些實(shí)驗(yàn)室內(nèi)首先研制出來(lái)的光電子器件，如有機(jī)發(fā)光二極管，甚至已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。以有機(jī)小分子為材料的分子電子學(xué)迅猛發(fā)展，更為實(shí)現(xiàn)未來(lái)電子信息領(lǐng)域新的

2、革命奠定了基礎(chǔ)。 作為有機(jī)光電器件的基礎(chǔ)性內(nèi)容之一，有機(jī)導(dǎo)電聚合物中載流子性質(zhì)的研究一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。由于強(qiáng)電一聲相互作用的存在，有機(jī)材料的這種“軟性”導(dǎo)致其載流子不同于無(wú)機(jī)半導(dǎo)體中的電子和空穴，而是孤子、極化子和雙極化子等非線性元激發(fā)。為了對(duì)實(shí)驗(yàn)和器件發(fā)展做出理論指導(dǎo)，人們從微觀角度對(duì)均聚物中電場(chǎng)下載流子輸運(yùn)性質(zhì)的動(dòng)力學(xué)過(guò)程開(kāi)展了大量的工作，并取得了一些廣泛的共識(shí)。 作為有機(jī)導(dǎo)電聚合物的重要組成部分之一，共聚物在有

3、機(jī)光電器件的研究中已經(jīng)引起人們?cè)絹?lái)越多的重視。并且近幾年以有機(jī)小分子共聚物作為導(dǎo)電材料，以其良好的整流特性，在分子電子學(xué)領(lǐng)域也吸引了許多研究興趣。關(guān)于共聚物電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)的研究，人們?cè)诶碚摵蛯?shí)驗(yàn)上開(kāi)展了大量的工作，并得到了一些有價(jià)值的結(jié)論，如有機(jī)量子阱和超晶格性質(zhì)，能帶可調(diào)的電子性質(zhì)等等，這對(duì)于共聚物的進(jìn)一步研究和應(yīng)用都具有_定的指導(dǎo)意義。然而這些研究多是以靜態(tài)圖像為基礎(chǔ)，從電子結(jié)構(gòu)角度考慮共聚物的相關(guān)性質(zhì)，如果考慮載流子的輸運(yùn)性質(zhì)，這些

4、研究是不夠的。 鑒于此，本論文中利用比較成熟的研究均聚物中載流子輸運(yùn)性質(zhì)的非絕熱動(dòng)力學(xué)方法，對(duì)共聚物中極化子在外電場(chǎng)作用下的動(dòng)力學(xué)輸運(yùn)性質(zhì)進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，以期得出一些具有指導(dǎo)意義的普遍性結(jié)論。主要工作和結(jié)果如下： 1．靜態(tài)下共聚物的電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)在研究極化子的動(dòng)力學(xué)行為之前，首先研究了靜態(tài)下共聚物的電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)。發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)改變嵌段的尺度、配比或界面耦合強(qiáng)度對(duì)共聚物能帶結(jié)構(gòu)加以調(diào)制。 2．嵌段尺度對(duì)共聚物中極化子輸運(yùn)

5、的影響我們利用一維擴(kuò)展的SSH緊束縛模型和非絕熱動(dòng)力學(xué)演化方法，具有普遍意義的模型共聚物-(A<,x>-B<,y>)<,z>-A<,x>-為對(duì)象，研究了極化子在外電場(chǎng)作用下的動(dòng)力學(xué)輸運(yùn)性質(zhì)。重點(diǎn)研究了嵌段尺度對(duì)共聚物中極化子輸運(yùn)的影響，發(fā)現(xiàn)隨著嵌段尺度的增加，極化子的運(yùn)動(dòng)特征逐漸由均聚物向共聚物過(guò)渡。 3．界面對(duì)共聚物中極化子輸運(yùn)的影響結(jié)合上面的研究結(jié)論，以二嵌段共聚物-A<,x>-B<,y>-曠為對(duì)象，重點(diǎn)研究了界面耦合形式和