有機(jī)聚合物分子中輸運(yùn)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(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料制成的器件已經(jīng)越來(lái)越接近尺寸的極限。近幾年來(lái)，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(shí)驗(yàn)技術(shù)的成熟，人們可以在分子尺度下來(lái)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(mén)新興的學(xué)科和研究熱點(diǎn)。
　　 廣泛應(yīng)用于分子器件中的有機(jī)分子及聚合物大都具有準(zhǔn)一維鏈?zhǔn)椒肿咏Y(jié)構(gòu)，且分子內(nèi)存在較強(qiáng)的電子-聲子耦合。電子或空穴在注入其中后會(huì)引起晶格的畸變，而晶格畸

2、變反過(guò)來(lái)又影響著荷電載流子的輸運(yùn)行為，從而使有機(jī)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(jī)體系中電荷的輸運(yùn)行為，就要充分考慮有機(jī)材料中較強(qiáng)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(yùn)過(guò)程。我們選取了幾種實(shí)驗(yàn)上常用的有機(jī)分子及聚合物，包括聚對(duì)苯撐、聚對(duì)苯乙炔和聚噻吩，選擇金作為電極材料。
　　

3、首先研究了聚對(duì)苯撐和聚對(duì)苯乙炔的輸運(yùn)性質(zhì)，通過(guò)先分析孤立分子的晶格位形和能級(jí)結(jié)構(gòu)，再運(yùn)用非平衡態(tài)格林函數(shù)方法計(jì)算其I-V性質(zhì)，然后與聚噻吩的輸運(yùn)性質(zhì)進(jìn)行對(duì)比。研究發(fā)現(xiàn)聚噻吩結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了明顯的負(fù)微分電阻(Negativedifferentialresistance，NDR)效應(yīng)。通過(guò)進(jìn)一步計(jì)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)