含硫族杂原子有机光电材料电荷传输性质的理论研究

【摘要】有机光电材料在发光二极管、场效应晶体管、光伏电池上有着广泛的应用，具有成本低廉、容易加工、重量轻、可大面积生产等传统无机材料所不能比拟的优势，在商业化和产业化方面越来越受到人们的关注。有机光电材料的载流子传输性质是有机光电器件性能好坏的决定性因素之一，因此从微观理解和认识有机光电材料传输性质具有重要的意义。随着计算机技术的飞速发展和量子化学计算方法的不断完善，理论计算在研究物质微观结构和材料性质关系上成为不可缺少的手段。本论文我们从理论的角度，利用Marcus电荷转移理论和电荷跳跃的机制并结合爱因斯坦扩散方程，对含硫族杂原子的两类有机半导体材料体系进行了研究。含硫族杂原子的有机半导体材料在有机场效应晶体管和有机太阳能电池的应用中是最有价值和潜在优势的材料之一。引入杂环可以产生分子间非键S…S、Se…Se、S…H等相互作用，增加有利于电荷转移的重叠积分和减少分子间的距离。在本论文的前言部分我们概述了有机光电材料在载流子传输方面的研究进展，确定了选择两类含硫族杂原子的半导体材料为研究的出发点。本论文的第二部分对所采用的密度泛函理论的计算方法和研究电荷传输性质的理论做了全面的总结。着重描述电子和空穴的重组能、分子的离子势、电子亲合势、分子间重叠积分的计算，以及平均的和单一方向上的载流子的迁移率的计算方法。我们将研究硫族杂原子在电子结构中的取代效应以及杂原子和杂原子间的相互作用对电荷传输性质的影响，试图阐述结构与性质间的关系，并对含硫族杂原子的高载流子迁移率材料的设计提供理论依据。本论文主要研究内容有以下两部分：第一部分我们在理论上研究了一系列含硫族杂原子的并苯类分子的电荷传输性质。通过对比研究这些分子的电离势、电子亲和势和重组能来更好的理解杂原子的作用、分子拓扑性质以及取代效应。直线型四元并环分子相对于两种角型四元并环同分异构体，构型最优，重组能最小。同时讨论了强的C-H…π和硫族杂原子与硫族杂原子间这些分子间相互作用对重叠积分的影响。第二部分探讨了五个含硫族杂原子的花环形π共轭分子体系。在这种特殊的花环形分子中引入Se原子可以减小重组能尤其是电子重组能，四个叔丁基取代基的引入对重组能影响甚微且取代位置对重组能无影响，但取代基位置的不同使分子的晶体堆积模式截然不同。角分辨率的载流子迁移率的花环形π共轭分子体系的研究说明有明显的各向异性的特征。
【作者】籍亚男；
【导师】张厚玉；
【作者基本信息】吉林大学，物理化学，2014，硕士
【关键词】有机光电材料；载流子迁移率；密度泛函理论；电荷传输；

【参考文献】
[1]何德华.我国农业商务信息网建设研究[D].华中农业大学,农业经济管理,2000,硕士.
[2]王泽南.土地承包经营权流转制度的完善[D].吉林大学,法律,2014,硕士.
[3]李家文,姚君遗,杨善林.基于决策树方法的个性化课件资源选择[J].教育信息化,2003,06:43-44.
[4]李征.唐山地秧歌的研究[D].河北大学,音乐与舞蹈学,2014,硕士.
[5]张倩.鲫鱼IgM单链抗体的制备及嗜水气单胞菌抗体间接ELISA检测方法的建立[D].南京农业大学,预防兽医学,2013,硕士.
[6]马列.恩格斯《国民经济学批判大纲》的研究[D].黑龙江大学,马克思主义哲学,2013,硕士.
[7]刘刚.解析科学探究中的“评估”型试题[J].中学物理,2012,08:80-81.
[8]王蓉娟.铝电解过程多物理场分析[D].北方工业大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[9]孙国梓,吴志军,郁鼎文,刘嘉.基于粗糙集的供应商绿色评价体系研究[J].计算机工程与应用,2004,32:190-192.
[10]付燕.基于二次小波变换的地震信号去噪方法[J].石油地球物理勘探,2005,02:154-157+120-252.
[11]谢华.关联规则挖掘下的序列模式再挖掘[J].军事通信技术,2005,S1:67-70+76.
[12]马飒飒,陈自力,赵守伟.基于聚类的软件可靠性评估与预测研究[J].计算机应用,2005,S1:369-371.
[13]王福华.基于J2EE的虚拟物流企业信息系统设计[D].中国农业大学,管理科学与工程,2004,硕士.
[14]王圣.基于语料库欧·亨利作品的文体分析[D].内蒙古师范大学,外国语言学及应用语言学,2012,硕士.
[15]阚欣.高酒精度啤酒的初步研究[D].江南大学,发酵工程,2012,硕士.
[16]邹德巧.顺应论视角下电子设备技术规范书的英译实践报告[D].山东大学,英语笔译（专业学位）,2013,硕士.
[17]鲁振媛.狼疮性肾炎血瘀证与肾脏病理的相关性研究[D].成都中医药大学,中医内科学,2012,硕士.
[18]鄂旭,李建革,杨健,沈德海,侯建.一种食品安全信息系统缺失数据填补方法[J].计算机技术与发展,2014,04:193-195.
[19]宋波.西宁市中老年膝关节骨性关节炎致病因素分析[D].青海大学,外科,2013,硕士.
[20]寇君龙.基于微光纤的几种光学器件[D].南京大学,材料物理与化学,2013,硕士.
[21]吴雪梅.大兴安岭中南段西坡新构造运动及抬升机制探讨[D].中国地质大学（北京）,构造地质学,2013,硕士.
[22]简玲.基于Web的企业财务信息管理系统的设计和实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[23]李西金.供热管理系统的设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2014,硕士.
[24]刘一婷.商周祭祀动物遗存研究综述[J].南方文物,2014,01:58-64.
[25]潘青.《电厂项目技术规范书》翻译项目的实践报告[D].山东大学,英语笔译（专业学位）,2013,硕士.
[26]刘芳.财务报表分析在企业财务管理中的应用[J].企业改革与管理,2014,05:104-105.
[27]叶晓亮.基于石墨烯复合物修饰旋转圆盘玻碳电极的电化学传感器研究[D].兰州大学,2014.
[28]许涛.3G网络室内覆盖系统设计[D].吉林大学,电子与通信工程,2012,硕士.
[29]杨开颜.p73基因、p51基因在乳腺癌组织中的表达及意义[D].浙江大学,病理学与病理生理学,2004,硕士.
[30]费良阅.RORC2转录活性与寻常型银屑病血热证的相关性及凉血解毒汤的干预作用[D].北京中医药大学,中西医结合皮肤病,2013,硕士.
[31]黄小娇.我国房地产投资信托基金投资者利益保护研究[D].西北大学,法学（专业学位）,2014,硕士.
[32]贾东.数据仓库技术在银行信贷管理信息系统中的应用[J].信息技术,2003,04:38-40.
[33]花雷.前交叉韧带重建股骨侧止点定位的应用解剖学研究及临床应用[D].苏州大学,骨外科学,2014,硕士.
[34]李莉.监狱体制改革中的监狱企业财务管理体制构建研究[D].山东师范大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[35]胡长征.济宁市市区初级中学阳光体育运动开展现状研究[D].山东师范大学,社会体育指导（专业学位）,2013,硕士.
[36]李广都,李勇.基于Web挖掘的个性化服务研究[J].情报理论与实践,2004,01:72-76+54.
[37]韩晓东.河北省沧州市省级示范性高中体育教学现状调查与研究[D].河北师范大学,体育教学,2012,硕士.
[38]韩莉.“三种唱法”的文化分析[D].河南大学,音乐学,2004,硕士.
[39]姚骏.D2D通信的无线资源管理技术研究[D].北京交通大学,2014.
[40]张国铎.基于智能控制理论的压水堆稳压器控制系统的研究[D].上海电力学院,电力系统及其自动化,2013,硕士.
[41]杨凯.富勒醇—二氧化钛纳米复合材料制备及光催化性能的研究[D].重庆大学,药物化学,2014,硕士.
[42]张权,赵卓.“浙江区域史研究的回顾与展望”学术研讨会综述[J].浙江大学学报(人文社会科学版),2015,02:132.
[43]费潇.城市总体规划实施评价研究[D].浙江大学,2006.
[44]姬鹏婷.超亲油超疏水油水分离纺织品的制备与研究[D].陕西科技大学,2014.
[45]王振涛.PI半环轴瓦零件成型工艺研究[D].燕山大学,机械工程,2014,硕士.
[46]顾佳晨,万百五,管晓宏.具有模糊参数的大工业过程的关联平衡法[J].自动化学报,2002,04:569-574.
[47]王正元,张国丛,田青,惠明.DA201-C型大孔树脂吸附黄酒多肽的研究[J].河南工业大学学报(自然科学版),2014,05:35-39.
[48]董峥.人称代词类话语标记的主观性研究[D].大连理工大学,语言学及应用语言学,2013,硕士.
[49]雷阳,雷英杰,冯有前,孔韦韦.基于直觉模糊推理的目标识别方法[J].控制与决策,2011,08:1163-1168+1174.
[50]宋欢.CFETR堆体活化计算与分析[D].中国科学技术大学,核能科学与工程,2014,硕士.