一維導電共聚物中極化子輸運的動力學研究.pdf

1、近些年來，隨著實驗手段的不斷提高和理論研究方法的不斷成熟，關于有機導電高分子材料的研究已經(jīng)發(fā)展成為系統(tǒng)的多學科交叉研究領域。越來越多的研究人員投入了很大的精力，對有機高分子材料在電、磁、光等方面的性質開展了系統(tǒng)研究，并取得了豐碩的成果。一些取得共識的相關實驗和理論結果已經(jīng)成為本學科研究的基礎：一些實驗室內首先研制出來的光電子器件，如有機發(fā)光二極管，甚至已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。以有機小分子為材料的分子電子學迅猛發(fā)展，更為實現(xiàn)未來電子信息領域新的

2、革命奠定了基礎。 作為有機光電器件的基礎性內容之一，有機導電聚合物中載流子性質的研究一直是人們關注的焦點。由于強電一聲相互作用的存在，有機材料的這種“軟性”導致其載流子不同于無機半導體中的電子和空穴，而是孤子、極化子和雙極化子等非線性元激發(fā)。為了對實驗和器件發(fā)展做出理論指導，人們從微觀角度對均聚物中電場下載流子輸運性質的動力學過程開展了大量的工作，并取得了一些廣泛的共識。 作為有機導電聚合物的重要組成部分之一，共聚物在有

3、機光電器件的研究中已經(jīng)引起人們越來越多的重視。并且近幾年以有機小分子共聚物作為導電材料，以其良好的整流特性，在分子電子學領域也吸引了許多研究興趣。關于共聚物電子結構性質的研究，人們在理論和實驗上開展了大量的工作，并得到了一些有價值的結論，如有機量子阱和超晶格性質，能帶可調的電子性質等等，這對于共聚物的進一步研究和應用都具有_定的指導意義。然而這些研究多是以靜態(tài)圖像為基礎，從電子結構角度考慮共聚物的相關性質，如果考慮載流子的輸運性質，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性質的非絕熱動力學方法，對共聚物中極化子在外電場作用下的動力學輸運性質進行了較為系統(tǒng)的研究，以期得出一些具有指導意義的普遍性結論。主要工作和結果如下： 1．靜態(tài)下共聚物的電子結構性質在研究極化子的動力學行為之前，首先研究了靜態(tài)下共聚物的電子結構性質。發(fā)現(xiàn)可以通過改變嵌段的尺度、配比或界面耦合強度對共聚物能帶結構加以調制。 2．嵌段尺度對共聚物中極化子輸運

5、的影響我們利用一維擴展的SSH緊束縛模型和非絕熱動力學演化方法，具有普遍意義的模型共聚物-(A<,x>-B<,y>)<,z>-A<,x>-為對象，研究了極化子在外電場作用下的動力學輸運性質。重點研究了嵌段尺度對共聚物中極化子輸運的影響，發(fā)現(xiàn)隨著嵌段尺度的增加，極化子的運動特征逐漸由均聚物向共聚物過渡。 3．界面對共聚物中極化子輸運的影響結合上面的研究結論，以二嵌段共聚物-A<,x>-B<,y>-曠為對象，重點研究了界面耦合形式和