论文摘要：无定形mer-Alq3体系载流子迁移率的理论模拟

有机光电材料电荷载流子的传输性能理论研究一直是该领域的难点和热点。研究材料超分子结构与载流子传输性能的关系对设计新型有机光电材料起着至关重要的作用。本文以mer-Alq3为研究对象，用分子动力学模拟方法得到了无定形mer-Alq3体系超分子结构，根据其分子堆积的结构，用第一性的密度泛函方法DFT结合Marcus-Hush电荷转移理论计算分子间的微观跃迁速率，后采用蒙特卡洛(Monte Carlo)和主方程方法模拟计算了无定形mer-Alq3中载流子宏观可测量电子和空穴的迁移率。从理论上定量研究了无定形体系结构与载流子传输性质的关系。具体内容如下：
第一章：简要介绍了有机电致发光器件的研究进展、器件结构、发光原理、传输材料和分子模拟的方法。
第二章：以mer-Alq3为研究对象，分别以UFF(Universe Force Field)和Dreiding力场作用模型，先采用Amorphous Cell模块建立初始密度为0.4g/cm3的150个mer-Alq3分子的无定形体系结构，后利用Forcite模块进行分子动力学模拟得到其平衡结构。对其平衡结构进行体系密度、径向分布函数和各向同性的平均扩散系数等数据分析，结果表明：体系密度、径向分布函数图像与Nagata和Lukyanov模拟的相近，各向同性的平均扩散系数和径向分布函数一致。
第三章：以无定形体系mer-Alq3结构为研究对象，用孤立轨道的双分子自洽法计算了无定形mer-Alq3体系中的电荷转移积分，DFT方法计算了无定形体系分子的位点能，同时考虑了周围分子通过长程库仑相互作用或者简单偶极-偶极相互作用对该分子位点能的极化影响，还考察了极化位点能和没有极化位点能的关联效应。结果表明：库仑相互作用对位点能的影响比较大且不能忽视。孤立轨道法计算体系的电荷转移积分，表明转移积分表现出强烈的结构相关性，UFF力场得到的电子转移积分比空穴转移积分大，而Dreiding力场得到的空穴转移积分比电子转移积分大，是因为不同的力场得到体系的分子微观堆积形态不同。
第四章：根据无定形mer-Alq3体系结构计算得到微观电子转移速率，采用蒙特卡洛(Monte Carlo)和主方程方法计算了电子和空穴载流子迁移率。结果表明：UFF力场模拟得到的结构，考虑位点能极化主方程方法得到的载流子迁移率比蒙特卡洛方法大两个数量级，与目前实验结论基本一致。Dreiding力场模拟的结构，考虑位点能极化两种方法都是空穴迁移率比电子迁移率略大，是因为空穴转移积分大于电子转移积分，说明分子的微观堆积方式是决定物质载流子传输能力的关键因素。随后我们考察了动态电荷转移积分随时间(1ps、10ps和100ps)变化，1ps、10ps和100ps都是空穴转移积分涨落大于电子转移积分，短时间(1ps)电荷转移积分和长时间(100ps)变化趋势是一致的，可以用短时间电荷转移积分来预测长时间的电荷转移积分。
第五章 全文总结概括。

 

来源：半壳优胜育转载请保留出处和链接！

本文链接：http://87cpy.com/242102.html