有機半導體載流子遷移率的密度泛函研究.pdf

1、有機半導體材料導電性能介于金屬和絕緣體之間。與傳統(tǒng)半導體材料相比，有機半導體材料具有許多優(yōu)點，例如:柔性好，制各工藝簡單，成本低，可大規(guī)模生產利用。因為有機半導體具有如此多的優(yōu)點，所以近年來有機半導體材料成為研究熱點。
　　有機半導體是分子晶體，最小的組成單元是一個有機分子，為了得到性能更好的有機半導體材料，我們可以在特定的位置增加或減少基團來修飾有機分子。衡量有機半導體材料性能的重要參數是載流子遷移率。
　　本論文以密度泛

2、函理論和Marcus-Hush理論為基礎，利用Gaussian和ADF軟件包，對有機半導體材料Benzothieno-Benzothiophene(BTBT)載流子遷移率與電荷輸運微觀物理參量——分子間電子耦合（電荷轉移積分）與分子內振動耦合（電荷轉移重組能），以及有機半導體材料內部分子堆棧結構參數（r，θ，γ）之間的關系進行理論研究。并推導其載流子遷移率各向異性方程，此方程可以用來有效預測有機半導體材料載流子遷移率極值及其方向，同時可

3、實現基于BTBT設計高性能有機半導體材料。文中，我們以C8-BTBT，C10-BTBT和C12-BTBT為例討論了BTBT衍生物的載流子遷移率。計算結果表明這三種晶體的空穴遷移率（μ hole)遠遠大于它們的電子遷移率（μeletron），這說明它們是p-型有機半導體材料。當碳鏈長度由8變到12時，載流子遷移率也是增大的。載流子遷移率的增大可以歸因于橫向二聚體T和平行二聚體P之間角度θ T1的增大。換句話說就是隨著碳鏈的增長晶體結構堆積

4、的更加緊密。這種簡單的計算模型可以為以后設計性能更好的材料提供方法，例如通過修飾側邊碳鏈的長度來增加載流子遷移率。
　　本文還利用密度泛函理論并結合過渡態(tài)理論研究了一種新型二氧化碳吸附和轉化催化劑的催化機理。眾所周知，CO2是地球上儲量最豐富，最便宜的C1資源，它具有無毒，不燃燒，可再生等特點，但是，CO2也是主要的溫室氣體之一?；谶@些特點，CO2化學已經吸引了全世界越來越多的關注，通過化學技術實現碳的捕獲和高效轉化是現如今研究