有機聚合物分子中輸運性質(zhì)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，器件逐漸趨向小型化，傳統(tǒng)無機半導(dǎo)體材料制成的器件已經(jīng)越來越接近尺寸的極限。近幾年來，受益于自組裝膜、掃描隧道顯微鏡以及分子單層和單分子等實驗技術(shù)的成熟，人們可以在分子尺度下來操控構(gòu)建信息技術(shù)所需的功能器件，從而使分子電子學(xué)成為一門新興的學(xué)科和研究熱點。
　　 廣泛應(yīng)用于分子器件中的有機分子及聚合物大都具有準一維鏈式分子結(jié)構(gòu)，且分子內(nèi)存在較強的電子-聲子耦合。電子或空穴在注入其中后會引起晶格的畸變，而晶格畸

2、變反過來又影響著荷電載流子的輸運行為，從而使有機分子及聚合物具有不同于傳統(tǒng)半導(dǎo)體的特征。預(yù)描述有機體系中電荷的輸運行為，就要充分考慮有機材料中較強的電-聲耦合內(nèi)稟特性。所以本論文基于緊束縛的Su-Schrieffer-Heeger(SSH)模型，結(jié)合非平衡態(tài)格林函數(shù)方法，模擬了載流子在金屬/聚合物/金屬結(jié)構(gòu)中的電荷輸運過程。我們選取了幾種實驗上常用的有機分子及聚合物，包括聚對苯撐、聚對苯乙炔和聚噻吩，選擇金作為電極材料。
　　

3、首先研究了聚對苯撐和聚對苯乙炔的輸運性質(zhì)，通過先分析孤立分子的晶格位形和能級結(jié)構(gòu)，再運用非平衡態(tài)格林函數(shù)方法計算其I-V性質(zhì)，然后與聚噻吩的輸運性質(zhì)進行對比。研究發(fā)現(xiàn)聚噻吩結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了明顯的負微分電阻(Negativedifferentialresistance，NDR)效應(yīng)。通過進一步計算電子透射率譜，并借助約化密度矩陣方法得到了聚噻吩分子的晶格位形及能譜解釋了NDR效應(yīng)產(chǎn)生的原因。研究表明偏壓下分子經(jīng)歷了從均勻到二聚化狀態(tài)的改變，導(dǎo)