電子—晶格相互作用對共軛聚合物電子輸運性質(zhì)的影響.pdf

1、近年來，隨著器件的小型化以及集成度的逐漸提高，掀起了人們對分子器件的研究熱潮。分子器件利用有機分子單層或單個分子作為介質(zhì)來控制光電信號，其中電荷在器件中的輸運是最基本的物理過程。目前已有許多理論用來研究了分子器件的電子輸運性質(zhì)。
　　格林函數(shù)方法是其中被廣泛用于研究電極/分子/電極三明治結(jié)構(gòu)中電輸運性質(zhì)的方法之一，可以成功的解釋許多物理現(xiàn)象，并取得了巨大成功。然而隨著科學(xué)技術(shù)的進步，新的物理現(xiàn)象被觀測出來，這些現(xiàn)象涉及到的體系很多

2、都是有相互作用的多體體系，而利用格林函數(shù)來處理這些問題的時候，一般都需要通過微擾近似，而我們義不能通過微擾近似來解釋這些現(xiàn)象，所以我們用散射態(tài)理論來處理這些問題。
　　本文首先介紹了Hershfield的散射理論，證明了可以構(gòu)造一個有效的哈密頓，把無限大的庫整合到有效哈密頓里，這里用到的算符就是散射態(tài)算符;對于有機分子鏈我們采用著名的Su-Schrieffer-Heeger(SSH)模型來描述，充分考慮了有機分子強的電-聲耦合性質(zhì)

3、;最后通過李-許方程可以得到相應(yīng)的方程組，從而可以計算系統(tǒng)（以聚乙炔材料為例）的電荷輸運性質(zhì)。本文具體計算了不同偏壓下非簡并基態(tài)聚合物分子的晶格位型以及器件的電壓-電流曲線，并比較了基態(tài)簡并與和非簡并輸運性質(zhì)的區(qū)別。兩種情況下聚乙炔分子的帶隙不同，簡并態(tài)的聚乙炔鏈帶隙比較小，非簡并態(tài)的聚乙炔鏈帶隙比較大。另外基態(tài)簡并態(tài)可以形成孤子-反孤子對，非簡并態(tài)不能形成孤子-反孤子對，這是因為簡并態(tài)可以有不同的相，假如有A相和B相，聚乙炔鏈開始時處

4、于A相，這時有一個小的激發(fā)，使鏈中一部分處于A相的格點變?yōu)锽相，A相和B相交界處就變?yōu)楣伦?，假如B相處于A相中間這時候就形成孤子-反孤子對，如果鏈足夠長就會形成多個孤子-反孤子對，而對于無簡并態(tài)的聚乙炔鏈，由于基態(tài)和其他的態(tài)能量相差比較大，因此不能形成孤子-反孤子對。
　　利用上述方法，本文還研究了量子環(huán)的輸運性質(zhì)。由于量子環(huán)可以用來實現(xiàn)自旋的干涉，而且量子環(huán)還可以觀察到A-B效應(yīng)，量子環(huán)可以分為兩類:一類是圓形量子環(huán);另一類是多