雜環(huán)聚合物的電子結(jié)構(gòu)與光學(xué)性質(zhì)的量子化學(xué)方法研究.pdf

1、論文采用了AM1近似方法,圍繞齊聚物PPy、PPP以及共聚物-(PA)<,x>-(PPy)<,m>-(PA)<,y>-的中性態(tài)及帶電態(tài)下的幾何結(jié)構(gòu)、電子和光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了探討,所得結(jié)論與相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合得很好.經(jīng)計(jì)算分析的結(jié)果如下:1.計(jì)算了齊分子吡咯、齊分子對(duì)苯撐分子的幾何結(jié)構(gòu).發(fā)現(xiàn)體系中摻雜能夠?qū)е卤交牧现械姆枷悱h(huán)向醌環(huán)或半醌環(huán)過(guò)渡.與中性態(tài)相比,帶電態(tài)下其分子結(jié)構(gòu)表現(xiàn)在C-C鍵鍵長(zhǎng)發(fā)生顯著改變,單電荷摻雜導(dǎo)致極化子元激發(fā);雙電荷

2、摻雜產(chǎn)生雙極化子.當(dāng)然,這只是在鏈長(zhǎng)較短的齊聚物中所得出的結(jié)論,且這些結(jié)論同SSH緊束縛模型算得的結(jié)果相同.特殊情況下,吡咯中摻雜兩個(gè)電荷產(chǎn)生兩個(gè)分離的單極化子.2.對(duì)齊分子毗咯的摻雜態(tài)進(jìn)行了研究,通過(guò)控制鏈的長(zhǎng)度和改變正電荷在吡咯鏈中的摻雜方式,可以實(shí)現(xiàn)從極化子到雙極化子的相變,這揭示出在有機(jī)半導(dǎo)體材料中實(shí)現(xiàn)自旋極化輸運(yùn)的可能性,對(duì)于認(rèn)識(shí)和理解有機(jī)材料中的電荷輸運(yùn)以及自旋極化現(xiàn)象是及其重要的.3.計(jì)算了-(PPy)<,6>-(PA)<

3、,m>-(PPy)<,6>-共聚物的帶電狀態(tài)下的幾何結(jié)構(gòu).該共聚物具有典型的阱-壘-阱結(jié)構(gòu)特征,單電荷摻雜時(shí),摻雜電荷均勻分布在鏈的壘和阱中;雙電荷摻雜,當(dāng)壘長(zhǎng)m≥2時(shí),兩個(gè)電荷總是局域在其中一個(gè)阱中,在鏈中形成一個(gè)雙極化子,這種現(xiàn)象說(shuō)明共聚物具有量子阱結(jié)構(gòu).4.利用半經(jīng)驗(yàn)的AM1和ZINDO方法研究了聚噻吩及以噻吩為基的聚合物的能帶結(jié)構(gòu)與電子光躍遷性質(zhì).以噻吩為基的聚合物具有阱-壘-阱結(jié)構(gòu).阱部分為具有不同共軛長(zhǎng)度的聚噻吩,壘部分為具