共轭聚合物分子的电子输运性质

来源 :河北师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shanian
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目前,在有机共轭聚合物中,电声相互作用对电子输运性质的影响仍是一个重要的研究课题。在较低偏压范围,随着分子长度增加,有些共轭聚合物分子的电子输运机制从coherent nonresonant tunneling向incoherent thermally activated hopping转变;当偏压足够大,传导电子与分子能级发生共振时,共轭聚合物分子具有丰富的电子输运现象。本文将以反式聚乙炔分子为例研究一类简单柔性共轭聚合物分子的电子输运性质。  反式聚乙炔分子采用Su-Schrieffer-Heeger(SSH)哈密顿模型描述,源极和漏极采用无相互作用电子库模型描述。由密度算符的Liouville运动方程和hierarchical equations ofmotion(HEOM)方法得到求解分子部分电子密度矩阵的方程组,结合分子的晶格运动方程和泊松方程,从而实现对反式聚乙炔分子导电过程的含时模拟。本文分析了晶格振动、电势分布以及栅极电压对反式聚乙炔分子电子输运性质的影响。关于电势分布,考虑了两种情况:电极分子之间为非欧姆接触,使电势完全降落在分子电极界面上,而分子内没有电势起伏;电极分子之间为欧姆接触,使电势降落在分子上,并且随着分子上的电子分布变化。  本文重点研究了没有栅极电压时反式聚乙炔分子的电子输运性质,此时π能带中心位于偏压窗中心。  在反式聚乙炔分子中,电子或空穴与其引起的晶格畸变耦合形成孤子。当反式聚乙炔分子处于较好的导电状态时,形成的孤子与孤子之间倾向于连接起来,这使得孤子束缚态之间相互交叠组成更离域的电子态,从而使分子具有较大的电导。电子和空穴在分子基态中激发孤子的临界偏压(导通偏压)大于孤子全部湮灭使分子恢复基态的临界偏压,而且在小于导通偏压的偏压范围,分子含有孤子时的电导比分子基态的电导大,所以反式聚乙炔分子具有了电导双稳态性质。  当反式聚乙炔分子通过孤子电子态导电时,晶格振动引起电流振荡,并且不利于导电。在非欧姆接触条件下,晶格振动大小与偏压改变时引起的晶格改变大小成正相关,所以,不同的初态得到的同一偏压下的电导有差异;在欧姆接触条件下,由于格点受到电场力作用,晶格振动会丢失对初始晶格变化的记忆,所以选择不同初态引起的电导差异比较小。  在欧姆接触条件下,分子上的电势降落会引起导带和价带中的电子态和分子中的孤子电子态的局域,局域的电子态与源极和漏极的耦合不对称,甚至与一端电极的耦合减小至零,因此偏压窗内电子态的局域有两个效果,其一不利于导电,其二是引起电子占据数较大地偏离半满占据。  本文发现两个因素不利于孤子电子态导电,其一是分子的晶格振动,其二是分子上的电势降落,这两个因素的强弱正相关。在欧姆接触条件下,由于格点受到电场力作用,晶格振动情况主要依赖于偏压大小以及分子能级与电极费米面的相对位置。有的偏压下晶格振动比较微弱,但是稍增大偏压就会导致晶格振动明显增大,从而发生负微分电阻现象。  本文也讨论了栅极电压对反式聚乙炔分子电子输运性质的影响。通过调节栅极电压,可以使得反式聚乙炔分子π能带的中心偏离偏压窗中心,此偏离达到一定程度时,荷电的孤子将周期地在分子的一端激发运动到另一端湮灭,从而形成脉冲式电流。
其他文献
芬兰是北欧国家,在现代设计领域,平面设计发展史极其迅速、令人叹服的。招贴设计在其中起到了举足轻重的作用。其中,卡里碧波的招贴艺术设计极为出色。本文着重从简洁明快、
纳米结构由于具有独特的特性而始终被人们广泛关注和研究。本论文主要力图通过对一些特殊纳米材料和结构的生长组装控制与特性研究,探索并实现纳米材料与结构在电子与生物传感
根据新时期培养人才规格的要求,探索培养具有实践能力、创新能力和学习能力强的人才目标.对管理学理论教学和实践教学的教学内容、教学方法、教学手段进行改革、探索创新性教
由中央党史研究室、中共天津市委宣传部、中共天津市委党史研究室联合摄制的大型电视理论专题片《延安魂》近日封镜。该片以牢记“两个务必”为主线,通过电视艺术的表现方式
近几十年来,关于光孤子在光信息处理和光通信领域中的应用已有大量的理论和实验研究。到目前为止,大多数光孤子都在传统被动光学介质,比如玻璃光纤中产生,其中为了避免不可控的光
Mg 合金是被公认为当今最有前途的汽车轻量化材料,被誉为 21 世纪的“绿色”材料,具有密度低、比强度和比刚度高、原料丰富等优点,AZ91Mg 合金就是其中应用最为广泛的一种合金。
ZnO薄膜是一种直接宽带隙半导体材料,具有多种用途,可广泛的应用于太阳能电池、压电薄膜、光电器件、气敏器件和紫外探测器等方面。其特性可通过适当的掺杂来调剂。尤其是近年来对ZnO基稀磁半导体材料的研究越来越为人们所重视,为了研究Fe掺杂对ZnO薄膜光学特性的影响,本文采用射频磁控溅射法分别在Si(111)及Al2O3衬底上制备了Fe掺杂ZnO薄膜,分别对它们的结构和光学性质进行了研究。一.室温下,在
“三个代表”重要思想同马列主义、毛泽东思想、邓小平理论一脉相承,同时又反映了世界和中国的变化对党和国家工作的新要求。全面贯彻“三个代表”重要思想,要做到“四新”。
2011年学校成功申报第一批中等职业教育改革发展示范学校建设项目,通过三年的建设,2013年以湖南省第二名的好成绩通过验收.四个重点专业的《基于工作过程的中职专业人才培养
颗粒复合介质是指颗粒状的一种或几种材料无规分布在某种基质中而形成的新型复合材料。由不同组分的材料形成颗粒复合介质后,可具有与组分物差异很大的性质,展现出丰富的物理现