共軛聚合物鏈中電荷載流子遷移率的動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、由于具有低成本，易化學(xué)合成，便于加工以及有相當(dāng)?shù)膶?dǎo)電能力等優(yōu)點(diǎn)，有機(jī)高分子，例如共軛聚合物和低聚物，對于改進(jìn)分子電子學(xué)和光電器件的性能有著廣泛的潛在應(yīng)用。共軛聚合物的電荷輸運(yùn)性質(zhì)，吸引了很多人的關(guān)注。然而，電荷傳輸?shù)幕緳C(jī)制還沒有被完全理解，原因可能在于共軛聚合物的電荷載體是很復(fù)雜的。
　　我們研究了電子極化子和電子（或空穴）的雙極化子（大極化子）的彈性散射過程，計(jì)算了在外電場下，共軛聚合物鏈中電荷載流子的遷移率。基于包含了電子電

2、子相互作用和Brazovskii-Kirova對稱破缺項(xiàng)的擴(kuò)展的Su-Schrieffer-Heeger(SSH)模型，進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)模擬。研究發(fā)現(xiàn)大小極化子彈性散射過程中的相互作用，對電荷輸運(yùn)有很大的影響。在外電場下，我們確定了兩種極化子遷移的模式。第一種:電子極化子推著電子大極化子運(yùn)動(dòng)，極化子的輸運(yùn)受到阻礙。第二種:電子小極化子被空穴大極化子拉著反向運(yùn)動(dòng)。理論研究說明:共軛聚合物鏈中的電荷載流子遷移率與大小極化子的電性密切相關(guān)。當(dāng)大小

3、極化子的電性相同時(shí)，電荷載流子遷移率主要是由極化子決定。當(dāng)大小極化子電性相反時(shí)，電荷載流子遷移率主要決定于大極化子。
　　我們假設(shè)共軛聚合物鏈中存在局域熱漲落，并且熱漲落是通過隨機(jī)方法給晶格原子一個(gè)位移實(shí)現(xiàn)的。研究發(fā)現(xiàn):局域的熱漲落對極化子遷移的影響相當(dāng)于一個(gè)勢壘，而且勢壘的高度決定于分子中受熱干擾區(qū)域的范圍以及由非均勻熱吸收導(dǎo)致的有效溫度的不同。研究表明，在低電場范圍內(nèi)，如果分子中存在非均勻的熱吸收，那么分子內(nèi)部極化子遷移率將服