有機(jī)聚合物中載流子輸運(yùn)性質(zhì)的Monte Carlo模擬.pdf

1、有機(jī)分子具有強(qiáng)的電聲相互作用,當(dāng)有電荷(電子或空穴)占據(jù)到一個(gè)分子上時(shí),由于電聲相互作用,會(huì)引起該分子上原子幾何位置的重新排布,這個(gè)過程稱為晶格馳豫。我們采用蒙特卡羅方法研究了有機(jī)分子聚合物中載流子的輸運(yùn)性質(zhì),特別考慮了晶格馳豫對(duì)載流子遷移率的影響,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果給出了合理的物理理解。并且得出了一維有機(jī)分子晶體中載流子遷移率的解析解,與蒙特卡羅方法解相同。
　　 在高純的一維有機(jī)分子晶體中,忽略任何無序,僅僅考慮電聲相互作用導(dǎo)致的晶

2、格馳豫效應(yīng),我們模擬了載流子遷移率對(duì)溫度、電場強(qiáng)度、重整化能量等物理因素的依賴關(guān)系,所得結(jié)果在很大的溫度和電場變化范圍內(nèi)與實(shí)驗(yàn)相符合。電場對(duì)載流子遷移率有著重要的影響,電場較低時(shí),遷移率基本不隨電場的變化而變化。電場較高,高溫時(shí),遷移率隨電場的增大而減??；而溫度低時(shí),隨電場的增大而增大。當(dāng)電場非常高時(shí),載流子遷移率隨電場強(qiáng)度的增加單調(diào)降低。在局部有序的3-己基噻吩的分子晶體中觀察到了低溫時(shí)遷移率隨溫度的升高而增大,高溫時(shí)隨溫度的升高而減

3、小的趨勢。溫度對(duì)載流子遷移率的影響表現(xiàn)為,隨著溫度的升高,遷移率表現(xiàn)為先增大后減小的趨勢。但是當(dāng)重整化能量比較大時(shí),臨界溫度很高,所以不能觀察到減小的趨勢。而且在溫度較高時(shí),相同的溫度變化范圍內(nèi),隨著重整化能量減小,越來越接近躍遷積分,遷移率隨溫度的升高由增大變?yōu)闇p小。重整化能量對(duì)載流子遷移率有著重要的影響,隨著重整化能量的增大,載流子遷移率減小。
　　 而在相對(duì)無序的有機(jī)分子聚合物中,我們研究了能量無序、位置無序以及晶格馳豫對(duì)

4、載流子輸運(yùn)性質(zhì)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),位置無序?qū)d流子的輸運(yùn)性質(zhì)的影響很小,不會(huì)改變載流子遷移率隨溫度電場等的變化趨勢。而能量無序和晶格馳豫對(duì)載流子輸運(yùn)性質(zhì)有著類似的影響,這兩種不同的因素能引起遷移率隨著溫度和電場的相同的變化趨勢。并且所得出的結(jié)論均與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相一致。
　　 用不考慮無序的晶格馳豫模型,計(jì)算了并五苯晶體中的載流子輸運(yùn)性質(zhì),特別是其載流子遷移率的各向異性。通過計(jì)算結(jié)果可以得出,并五苯晶體不同分子層之間的相互作用很小,所以