幾種氟代芳烴電荷傳輸性質的理論研究.pdf

1、有機半導體材料(OSCs)有著廣泛潛在應用，其性能的優(yōu)劣直接決定了有機器件性能的好壞。因此從微觀理解并設計探究新型高性能有機半導體化合物具有重要的意義。本文采用密度泛函理論(DFT)并結合Marcus-Hush跳躍模型，對三類有機半導體材料體系進行了理論研究。
　　1、選取了五種全氟代苯修飾寡聚噻吩單晶化合物，并計算了各個化合物電子和空穴重組能、電離能、電子親和能以及電子和空穴遷移率等性質。結果顯示增加噻吩環(huán)有利于降低LUMO軌道

2、能級、降低重組能。這有利于電子的注入和空氣穩(wěn)定性的提升。其中A3的空穴遷移率(μh）為0.72 cm2·V-1·s-1,而A5的電子遷移率(μe）為0.19 cm2·V-1·s-1,是潛在的有機半導體材料。
　　2、對三吡咯苯(TPB，B1)進行局部吸電子基團取代設計了八種新型分子，并通過含色散力矯正的密度泛函方法(DFT-D)模擬計算了氣態(tài)下該系列化合物平行二聚體的最穩(wěn)定結構，并據此計算了改性化合物在二聚體間的電荷傳輸性能。結果

3、表明氟化和氰基化導致電子親和能明顯增大，使得空氣穩(wěn)定性明顯提升。預測B1,B2和B7的μe分別高達0.433 cm2·V-1·s-1,0.198 cm2·V-1·s-1和0.279 cm2·V-1·s-1,其中B7電子和空穴傳輸能力相當。B1,B2和B7是潛在的電子傳輸型有機半導體材料。
　　3、通過對5,6,7-三硫并五苯-13-酮(TTPO，C1)分子進行氟取代，設計了三種TTPO衍生物C2、C3和C4。并通過Material