《有機(jī)電子學(xué)》思考題及答案

1、《有機(jī)電子學(xué)》思考題及答案第一章：引言第一章：引言1.如何使高分子材料具有導(dǎo)電性？摻雜高分子的導(dǎo)電機(jī)制是什么？必須在碳原子之間存在交替的單雙鍵（π共軛）結(jié)構(gòu)。摻雜導(dǎo)體的本質(zhì)是材料分子中的電子被移出（即氧化）而產(chǎn)生空穴，或者電子被引入（還原）而產(chǎn)生電子，可在材料介質(zhì)中沿分子移動(dòng)，產(chǎn)生導(dǎo)電性。2.什么是有機(jī)材料？所謂有機(jī)材料，通常指由碳?xì)溲醯獛追N元素以共價(jià)鍵形式構(gòu)成的分子材料，少數(shù)還含有鹵素、硫、磷。有機(jī)材料中分子與分子之間主要是通過范德華

2、力、分子間偶極作用等分子間作用力相結(jié)合。3.根據(jù)復(fù)雜性的不同，請(qǐng)將有機(jī)材料分類，并對(duì)每類材料做簡(jiǎn)要說明。有機(jī)一般分為：小分子、聚合物、生物分子。小分子相對(duì)分子質(zhì)量小于100聚合物相對(duì)分子質(zhì)量一般在10000以上。相對(duì)分子質(zhì)量介于小分子和聚合物之間還存在一種大分子有機(jī)化合物。小(大)分子具有明確的分子量，是單一物質(zhì)。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又可分為：共軛非共軛分子、含金屬元素的有機(jī)金屬配合物、有明確重復(fù)單元的寡聚物、星型化合物、樹狀物。聚合物也稱高分

3、子，是由碳?xì)溲醯冉M成的結(jié)構(gòu)單元為單體，通過多次重復(fù)連接而成。一般為混合物，具有分子量分布。固、液、氣狀態(tài)的變化一般不明顯生物分子是結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜的有機(jī)物。4.與無機(jī)半導(dǎo)體材料相比，簡(jiǎn)述有機(jī)半導(dǎo)體材料的優(yōu)點(diǎn)。（1）有機(jī)材料在可見光區(qū)域有很好的吸收特性，消光系數(shù)很大，使得基于這類材料的光檢測(cè)器以及光伏器件的活性層可以很薄。因此通過激光產(chǎn)生的能量不必穿過很長(zhǎng)的距離就可以被檢測(cè)或被收集，這就降低了生產(chǎn)工藝中對(duì)材料化學(xué)及結(jié)構(gòu)完美性的要求。（2）很

4、多熒光有機(jī)染料表現(xiàn)出比其他吸收光譜大大紅移的發(fā)射光譜。因此有機(jī)電致發(fā)光器件可以幾乎沒有再吸收損失。又有機(jī)材料的折射率低，使電致發(fā)光器件避免了無機(jī)發(fā)光二極管的再吸收和光折射損失的缺點(diǎn)。（3）有機(jī)半導(dǎo)體中的前沿電子飽和，而非晶無機(jī)半導(dǎo)體材料中存在大量的空懸鍵。因此在無序有機(jī)體系中本征缺陷的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于非晶無機(jī)半導(dǎo)體。（4）有機(jī)材料數(shù)量是無限的，材料的光電性質(zhì)可以通過分子結(jié)構(gòu)剪裁來實(shí)現(xiàn)多樣化。（5）有機(jī)材料的制備及提純工藝簡(jiǎn)單快捷。（6）一些

5、薄膜制備可以在室溫下，通過廉價(jià)的溶液方法制備，具有與各種類型基板相容性好的特性。5.簡(jiǎn)述有機(jī)半導(dǎo)體材料的與無機(jī)半導(dǎo)體材料的差異。（3）系間竄越（ISC壽命約為10ps）（4）熒光（FL；壽命在1~10ns間）（5）磷光（Ph；壽命大于100ns）（6）非輻射躍遷8.什么是發(fā)光過程，請(qǐng)指出什么是熒光和磷光？基于不同的激發(fā)方式，列舉幾種發(fā)光過程。發(fā)光是指材料吸收某種形式的能量而形成激子，再以電磁輻射的形式回到基態(tài)的過程。來自于單線態(tài)的激子的

6、光輻射產(chǎn)生熒光，來自于三線態(tài)的激子的光輻射產(chǎn)生磷光。光致發(fā)光、陰極發(fā)光、電致發(fā)光。9.請(qǐng)指出可見光所在的波長(zhǎng)范圍。通常有機(jī)材料的光發(fā)射波長(zhǎng)在可見光區(qū)域（380~780nm）10.請(qǐng)列舉基于有機(jī)活性材料的幾種光電子器件。有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管、有機(jī)太陽(yáng)能電池。有機(jī)電致發(fā)光器件、有機(jī)傳感器、有機(jī)存儲(chǔ)器、有機(jī)激光器。第二章：有機(jī)材料中的電子結(jié)構(gòu)和過程第二章：有機(jī)材料中的電子結(jié)構(gòu)和過程1.簡(jiǎn)述固體物質(zhì)的幾種成鍵方式，并簡(jiǎn)單解釋這些成鍵方式。離子鍵、金

7、屬鍵、共價(jià)鍵、分子鍵。離子鍵指正負(fù)離子間的長(zhǎng)距離庫(kù)倫吸引力，以之結(jié)合的固體通常熔點(diǎn)較高，易碎、低溫下為絕緣體，高溫熔融或溶液狀態(tài)為良導(dǎo)體。金屬鍵也是指正負(fù)電荷通過庫(kù)倫作用力相結(jié)合的成鍵方式，但負(fù)電荷是離域的、可自由移動(dòng)的自由電子，真電荷粒子為原子核，一般具有導(dǎo)電性好、反射率高、熔點(diǎn)較高、柔性較好等特點(diǎn)。共價(jià)鍵指的是相鄰原子之間公用電子對(duì)的成鍵方式，以之結(jié)合的固體一般易碎、熔點(diǎn)較高，本征導(dǎo)電性不高，但摻雜導(dǎo)電性顯著提高。以上三種成鍵，原子