免费论文摘要：某些含硫/氮杂亚原子的有机半半导体资料分子安排及载流子传输本质表面接洽

近几十年此后，有机光电资料因其质轻、价廉、本质可调、能大表面积制备等上风在微元器件中获得了普遍的运用。洪量表面和试验接洽表白，电荷载流子传输功效是感化有机半半导体器件本能至关要害的成分，所以从表面上接洽有机半半导体资料载流子迁徙率对安排和开拓具备特出功效的新式有机光电资料具备要害的表面与试验意旨。本舆论以几类含硫、氮杂亚原子的有机小分子光电资料分子安排及载流子迁徙率表面模仿为重要接洽实质，在分子和晶体程度上深刻领会了所接洽复合物分子构造(如代替基)、电子本质(如火线分子轨迹能级、水解势和电子亲和势)、固态分子积聚形式(如晶体构造)等成分对其电荷传输本质的感化。其余，咱们也计划了代替基对光谱本质的感化。正文接洽为安排和合成具备高载流子迁徙率和气氛宁静性的有机光电资料供给了表面参考。舆论重要囊括以次四局部实质：1. 以蒽并[2,3-c]噻吩(AcTH)为基础构造单位，安排并接洽了一系列5,10-二代替的蒽并[2,3-c]噻吩衍底栖生物分子构造、电子本质、光学宁静性、内重组能和载流子迁徙率等本质。计划截止表白，氰基代替和乙炔化能巩固母体复合物分子刚性，是安排低重组能有机半半导体资料的灵验本领。其余，还运用大略的一维电荷传输模子和半体味的Marcus-Hush 电子变化速度表面，在分子程度上评价了复合物AcTH、DCHC-AcTH、DCN-AcTH的空穴迁徙率，并与沟通前提下Pentacene的猜测值举行了比拟。截止表白，这三个复合物在同一评价模子中展现出比Pentacene更强的空穴传输本领。纵然模子自己较为大略，但截止预见AcTH、DCHC-AcTH、DCN-AcTH该当是本能杰出的空穴传输资料，犯得着进一步试验接洽。2. 接洽了7,8,15,16-tetraazaterrylene(TAT)及其系列吸电子基(-Cl, -F, -CN)四代替衍底栖生物分子构造、电子本质、光谱本质和电子迁徙率等消息。接洽创造氟基(-F)、氯基(-Cl)、氰基(-CN)等强吸电子基的引入能明显贬低复合物火线分子轨迹能级和电子注入势垒，普及其氧化-恢复宁静性，而且引入那些基团也能巩固主电荷传输通道的电子变化积分，进而普及这类资料的电子传输本领。更加是4CN-TAT绝热电子亲和势高达3.599 eV，估计是十分宁静的电子传输资料。沿用量子矫正的Marcus-Levich-Jortner(MLJ)电子变化速度模子贯串随机行走模仿和Einstein方程猜测了TAT晶体的载流子迁徙率。截止表白，TAT单晶室温下(300K)电子迁徙率到达3.404×10-2 cm2?V-1?s-1。接收和放射光谱模仿表白，引入吸电子代替基以致最大接收和放射峰红移，光接收和放射强度增大，个中最强接收和放射峰均归属于HOMO和LUMO轨迹之间的电子跃迁。3. 以2-((10H-benzothieno[3,2-b]indol-2-yl)methylene)malononitrile(BTMN) 和2-((11H-benzo[a]carbazol-9-yl)methylene)malononitrile(BCMN)为接洽东西，沿用量子矫正的Marcus-Levich-Jortner(MLJ)电子传输速度模子和Einstein方程，接洽了分子晶体BTMN 和 BCMN的空穴和电子迁徙率。截止表白，BTMN晶体空穴迁徙率室温下(300K)到达6.387×10-2 cm2•V-1•s-1，电子迁徙率到达1.936×10-2 cm2•V-1•s-1；BCMN晶体空穴迁徙率室温下到达2.404×10-1 cm2•V-1•s-1，电子迁徙率到达1.418×10-1 cm2•V-1•s-1。猜测截止表白两种分子晶体空穴和电子迁徙率均比拟大，并且处在同一数目级上。更加是BCMN，两种载流子迁徙率猜测值均胜过具备本质运用价格的OFET安装载流子迁徙率临界值(0.1 cm2•V-1•s-1)，所以BCMN利害常有运用远景的南北极传输资料，犯得着试验长进一步器件化接洽。接收和放射光谱模仿表白，最强接收和放射峰均归属于HOMO-1和LUMO轨迹之间的电子跃迁，光接收/放射进程为光开辟的分子内电子在并四环和二氰乙烯基之间的变化进程。4. 运用密度泛函表面(DFT)计划贯串晶体构造猜测和不贯串的电荷腾跃模子，在分子和晶体程度上接洽了四个氮掺杂二氰基代替的并五苯洐底栖生物(PBD1, PBD2, PBD3, PBD4)分子构造、电子本质、晶体构造及电子传输参数。截止表白，氮亚原子掺杂及氰基代替不只不会妨害并环体制骨子构造，并且能明显贬低体制的HOMO和LUMO分子轨迹能级，是安排高气氛宁静电子传输资料的有理战略。晶体构造猜测表白，所接洽复合物在晶体中可沿某些晶轴目标产生近隔绝的面临面分子积聚。以猜测的分子晶体构造为普通，沿用保守的Marcus-Hush电荷传输模子和Einstein方程接洽了其电子迁徙率。截止表白，所接洽晶体室温下(300K)具备较高的电子迁徙率(0.518~1.052 cm2•V-1•s-1)，是一类十分有运用远景的电子传输资料，犯得着试验长进一步合成并器件化接洽。迁徙率各向异性模仿表白，电子在那些分子晶体中传输时展现出明显的各向异性动作，电子迁徙率最大值沿着晶轴目标。

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