在論文中,以量子力學(xué)計(jì)算方法為研究基礎(chǔ),采用密度泛函理論和Marcus-Hush轉(zhuǎn)移理論模型模擬了π共軛和氮雜類有機(jī)半導(dǎo)體材料分子的載流子傳輸性質(zhì)。論文主要包含下面的五個(gè)部分。（1）嵌二萘衍生物是一種應(yīng)用廣泛的有機(jī)半導(dǎo)體材料分子。研究了12種在中心骨架分子不同的位置上引入不同數(shù)量取代基的嵌二萘衍生物分子的載流子遷移性質(zhì),基于分子單晶結(jié)構(gòu)和不連續(xù)的電荷跳躍傳輸模型計(jì)算了晶體的載流子遷移率,揭露分子自身結(jié)構(gòu)變化和遷移率之間的關(guān)系。其中在2,7位置上引入二苯基取代的嵌二萘衍生物分子的空穴遷移率高達(dá)2.95 cm² V^-11 s^-1,在4,5位置引入噻二唑嵌二萘衍生物的電子遷移率達(dá)到6.24 cm² V^-11 s^-1。計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是一致的,說明Marcus模擬傳輸模型對(duì)于嵌二萘衍生物的計(jì)算是適用的。結(jié)論認(rèn)為有機(jī)半導(dǎo)體分子中的電荷傳輸性質(zhì)受到分子上引入的取代基團(tuán)影響。（2）使用量化計(jì)算方法探究電荷傳輸機(jī)制對(duì)于分子的晶體堆積結(jié)構(gòu)的定向依賴性。高轉(zhuǎn)移積分和低重組能... 

【文章來源】：河南師范大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：156 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 前言
    1.1 有機(jī)半導(dǎo)體材料的發(fā)展歷程
    1.2 應(yīng)用有機(jī)半導(dǎo)體傳輸材料的光電器件
        1.2.1 有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(OFET)
        1.2.2 有機(jī)光伏太陽能電池(OPV)
        1.2.3 有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)
    1.3 有機(jī)半導(dǎo)體材料的分類
        1.3.1 空穴(p型)傳輸材料
        1.3.2 電子(n型)傳輸材料
        1.3.3 雙極性傳輸材料
    1.4 選題的研究意義和內(nèi)容
        1.4.1 研究意義
        1.4.2 研究內(nèi)容
第二章 理論基礎(chǔ)和計(jì)算模型
    2.1 量子力學(xué)理論基礎(chǔ)
        2.1.1 量子力學(xué)中的五個(gè)基本假設(shè)
        2.1.2 密度泛函理論(Density Functional Theory DFT)和含時(shí)密度泛函理論(TDDFT)
    2.2 光物理和光化學(xué)過程
        2.2.1 光物理過程
        2.2.2 光化學(xué)過程
    2.3 有機(jī)材料中分子間載流子傳輸模型
        2.3.1 能帶模型(band like model)
        2.3.2 跳躍模型(hopping model)
        2.3.3 極化子模型(polaron model)
    2.4 二聚體中相互作用分解過程(EDA)
    2.5 計(jì)算軟件介紹
        2.5.1 Materials Studio(MS)
        2.5.2 Gaussian16(高斯16)
        2.5.3 DUSHIN
        2.5.4 Amsterdam Density Functional(ADF)
第三章 嵌二萘衍生物電荷傳輸性能的研究
    3.1 理論方法和計(jì)算模型
        3.1.1 計(jì)算模型
        3.1.2 電荷轉(zhuǎn)移積分
        3.1.3 重組能
    3.2 結(jié)果和討論
        3.2.1 前線分子軌道,電離勢(shì)和親和勢(shì)
        3.2.2 重組能分析
        3.2.3 遷移積分分析
        3.2.4 各向異性遷移率
    3.3 本章小結(jié)
第四章 π共軛有機(jī)分子各向異性載流子傳輸機(jī)制研究
    4.1 理論方法
    4.2 結(jié)果和討論
        4.2.1 分子軌道MOs,IPs,EAs和重組能分析
        4.2.2 分子堆積結(jié)構(gòu)和遷移積分
        4.2.3 載流子各向異性遷移率
    4.3 本章小結(jié)
第五章 堆積結(jié)構(gòu)和分子間相互作用對(duì)電荷傳輸性質(zhì)的影響
    5.1 理論方法和計(jì)算細(xì)節(jié)
        5.1.1 計(jì)算軟件
        5.1.2 理論方法
    5.2 模擬結(jié)果和討論
        5.2.1 重組能和前線分子軌道能量
        5.2.2 典型的分子堆積結(jié)構(gòu)模型
        5.2.3 模擬的躍遷結(jié)構(gòu)和載流子遷移率
        5.2.4 AB和它的類似物的分子間相互作用分析
        5.2.5 氫鍵相互作用分析
        5.2.6 相互作用能量分解
    5.3 本章小結(jié)
第六章 二聚體躍遷類型和吸電子基團(tuán)對(duì)1,3,6,8取代的四氮雜芘衍生物傳輸性能的影響
    6.1 計(jì)算模型和細(xì)節(jié)
        6.1.1 計(jì)算模型
        6.1.2 計(jì)算細(xì)節(jié)
    6.2 結(jié)果和討論
        6.2.1 HOMO和 LUMO、電離勢(shì)IP、親和勢(shì)EA和重組能
        6.2.2 電荷轉(zhuǎn)移積分,ETS-NOCV軌道分析和鍵能量化分解
    6.3 躍遷結(jié)構(gòu),載流子遷移率和光物理性質(zhì)
    6.4 本章小結(jié)
第七章 復(fù)合物分子晶體中的載流子傳輸和金屬傳導(dǎo)性質(zhì)研究
    7.1 理論分析和計(jì)算方法
        7.1.1 鍵能分解分析(EDA)和ETS-NOCV方法
        7.1.2 載流子計(jì)算方法
        7.1.3 復(fù)合物界面的電阻計(jì)算
    7.2 結(jié)果和討論
        7.2.1 電荷轉(zhuǎn)移的量化計(jì)算結(jié)果
        7.2.2 分子間相互作用的分解
        7.2.3 電荷傳輸遷移率的計(jì)算
        7.2.4 在復(fù)合物分子界面上的電阻
    7.3 本章小結(jié)
第八章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
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本文編號(hào)：3196357