共轭高聚物双分子结构中激子电致解离的动力学研究

通过绝热动力学方法,研究了共轭高聚物双分子结构中激子对外加电场的响应.当外电场强度超过某个临界值时,激子会被解离成一对自由的电子与空穴.对于双分子结构中的激子,其临界解离电场除了受电子与电子相互作用以及电声相互作用影响之外,还受分子间相互作用的影响.由动力学演化的计算得到,激子临界解离电场强度随分子间相互作用强度的增大而呈非线性降低;随电子与电子相互作用强度的增大呈非线性减小的变化;但是,随电声耦合强度的增大却呈现出线性增大的变化.

富勒烯C_(60)掺杂的共轭高聚物混合薄膜的光谱性质

测量了不同富勒烯C60 掺杂浓度的聚对亚苯基亚乙烯衍生物 (MEH PPV)混合薄膜的紫外 可见吸收光谱、稳态荧光和时间分辨荧光光谱。观察到MEH PPV吸收峰受到明显的抑制以及荧光峰的猝灭。证明混合薄膜内 ,由于π π共轭体系的强相互作用在基态发生MEH PPV向C60 的电子转移 ,形成电荷转移络合物。在光激发下会发生MEH PPV向C60 的激发传递进一步抑制了发光跃迁过程 ,导致了MEH

共轭高聚物中极化子形成的自洽迭代收敛性

用自洽迭代的方法模拟了一维共轭高聚物链中极化子的形成,得出有机物链的初始晶格位形与自洽迭代收敛性的关系.对于初始晶格位形为键长有规律交错变化的一维晶格,具有100个格点的开链上形成极化子的收敛精度为10～,而具有100个格点的闭链上形成极化子的收敛精度达到10^(-17),远高于开链的收敛精度,这表明有机物链越长收敛越慢.对于闭链,通过降低晶格的对称性,可以将收敛精度降低9个数量级,从而大大提高了收敛的效率.在有机物链中出现杂质的情况下,我们发现杂质所处的位置同收敛性密切相关,当掺杂发生在有机物链的中心附近区域时,自洽迭代单调收敛,所以迭代次数只需几百次;而当掺杂发生在其它区域时,收敛过程出现波动性,导致收敛过程变慢,迭代次数可以达到近7000次.我们的研究表明,一维有机分子链中载流子的生成同初始晶格的位形与分子链所处的环境密切相关,这预示着在更复杂的有机物结构中,可能存在新型的复合载流子.

电致发光共轭高聚物的合成

近年来，电致发光共轭高聚物的合成及其器件的研究引起了人们广泛的关注。木文介绍了此类聚合物的一般合成方法．并对其进行了简单的评述。

共轭高聚物中极化子散射引起的激子迁移(英文)

基于Su-Schrieffer-Heeger（SSH）模型并考虑到Brazovskii-Kirova对称破缺项，研究了共轭聚合物中注入极化子和激子在外电场下的散射过程．研究发现在外场作用下极化子总是能通过激子，而激子的运动行为则密切依赖于电场的强度．如果电场大于临界电场3．0×105V／cm，那么激子与极化子散射后并不发生任何运动；然而当电场小于此临界值时，激子将在极化子运动的相反方向上有一个明显的位移．激子在弱电场下所发生的这种迁移运动，是由于同极化子发生了慢散射作用．

共轭高聚物基智能玻璃窗的研究现状

近年来,共轭高聚物在智能窗口的研究中起着重要的作用,被广泛用作电致变色材料和高聚物电解质,对此文中作了详细论述。

共轭高聚物双分子链中激子生成的动力学研究

通过对耦合共轭高分子双链中激子生成的动力学研究,讨论了受到光激发后,激子在分子内或分子间生成的制约因素.激子的生成除了受分子链间耦合强度的制约,还受到光激发模式的影响.结果表明,激子既可以在分子内生成,也可以在耦合分子间生成.增大分子之间的相互作用强度,可以增大在分子之间生成激子的概率.

共轭高聚物中的杂质分布:晶格形态及高浓度掺杂效应

基于扩展Su-Shrieffer-Heeger(SSH)模型,通过自洽计算的数值方法,研究了共轭高聚物链表现为孤子态和大极化子态两种不同晶格形态时链内的杂质分布情况,计算结果显示,分立的畴壁可导致高聚物链中形成多个稳定的势阱,有利于杂质在链中聚集分布.此外,还研究了在较高浓度的掺杂条件下,共轭高聚物链内的杂质分布规律.结果显示,杂质倾向于在中心区形成高浓度分布,而在链端区,杂质更倾向于离散分布.该研究表明,高浓度掺杂下杂质分布具有稳定的特征,晶格形态对杂质分布具有显著的影响,这些结论可为实验上操控杂质在共轭高聚物中的分布提供一定的帮助.

共轭高聚物链中极化子生成的掺杂效应

在紧束缚近似下,用绝热动力学演化的方法研究了共轭高聚物链中低浓度掺杂对极化子生成位置的影响.研究发现,掺入杂质与注入电子的先后次序不同,极化子生成的位置会有很大差别,先注入电子后掺入杂质的情况下,在链端自由区与过渡区,极化子生成位置受杂质影响较小;而先杂质后电子的次序下,极化子的生成位置明显受到杂质的控制.该研究表明共轭高聚物链中极化子的生成位置可通过调节掺杂与电荷注入的次序加以控制,从而可达到间接改变载流子迁移率的目的.

共轭高聚物中低浓度掺杂下的杂质分布研究

基于紧束缚近似,研究了一维共轭高聚物链在链呈电中性,以及链中带有正、负电荷等不同情况下低浓度掺杂对系统稳定性的影响,并采用绝热近似下的自洽计算方法得出了系统在掺杂前后发生的总能量改变.研究发现,掺杂位置对系统稳定性的影响非常明显.根据杂质分布的特点,一条共轭高聚物链一般可分为链端区、中心区和过渡区三个明显不同的区域.系统的稳定性不仅受掺杂位置,杂质势的强度及性质影响,而且还受到高聚物链的载荷状态的影响.在链端区及过渡区,杂质分布趋向于凝聚成畴,而在中心区域,杂质趋于均匀分布.该研究表明,通过对掺杂条件的控制,可以有效控制杂质在共轭高聚物中的分布状态.

非共轭高聚物可以导电

原来认为,具有单双键交替的共轭骨架是导电高聚物的基本结构特征。AT ＆ T Bell实验室的M.K.Thakur最近发现,在天然橡胶(顺式聚异戊二烯)掺碘以后可具有导电性,电导率为10^(-1)—10^(-2)(Q·cm)^(-1),比未处理者高约10个量级。Thakur认为基本上属于电子导电,载流子在不同高聚物链之间跳跃。

共轭导电高聚物在吸声除噪中的应用与发展

重点介绍了共轭导电聚合物(如聚苯胺)在吸声材料方面的应用,并展望了其发展趋势。

共轭高分子中激子形成的非绝热动力学研究

有机共轭高分子被光激发后,其电子结构会发生明显的变化,通过非绝热数值计算的方法模拟了受光激发后有机高分子中激子生成的动力学过程.结果表明,激子的生成一般需要数十飞秒时间,激子的生成周期随分子链长度的增大而增大.高激发态激子可以根据生成周期分为两类,第一类激子的生成周期在数十到上百飞秒之间,第二类激子的生成周期可达上千飞秒.对于超过200个碳原子的高分子,第二类激子的生成周期可达5000飞秒以上.这个计算结果说明,相比于有机高分子,有机小分子中更容易观测到激子.

高聚物中分子相互作用对红外吸收谱的影响

基于扩展SSH模型及动力学演化的方法,通过数值计算研究了链间耦合作用对高聚物吸收谱的影响.计算结果表明,随着链间相互作用的增大,会导致低频吸收边发生红移,这与实验结果一致.进而发现,对于呈电中性的体系,吸收边红移有两种不同的理论根源:第一种情况是带隙减小导致的红移;第二种情况是电子从带间态向导带电子态跃迁导致的吸收边红移.

共轭导电聚合物的特性及应用

目的 介绍共轭导电聚合物的特性及应用 .方法 根据共轭导电聚合物的特性 ,介绍了与其特性相关的应用 .结果 共轭导电聚合物在制作二次电池、新型电子器件等方面具有独特的特性和优点 .

含氮杂环并苯类高聚物结构与能带规律的从头算和半经验量子化学研究

采用从头算ＨＦ和半经验量子化学方法，对含氮杂环并苯类高聚物体系进行几何结构优化．比较不同方法下它们的电子性质的差异，揭示聚并苯、聚并吡啶、聚并吡嗪的能带分布特征和规律．为深入研究导电、发光等功能材料及能带匹配器件的分子设计提供依据．

共轭高分子链中电荷迁移的热效应

从理论上研究了共轭高聚物链中在电场作用下极化子运动的热效应.基于SSH模型以及通过绝热动力学演化的方法,模拟了共轭高聚物链中极化子在电场作用下从链左端向右端运动的过程.晶格受到的热扰动作用假设为通过局域的晶格范围内原子位移的随机涨落来实现.结果发现,晶格中的局域热涨落对于运动中的极化子而言等效于一个势垒.势垒高度由高分子中受到热扰动的区域的范围大小以及该区域与其周围环境的温差来决定.当分子中存在热吸收不均匀的现象时,链内极化子迁移率在低电场范围内随电场的变化遵循对数曲线变化规律.

共轭高分子链中大极化子与小极化子的弹性碰撞

基于Su-Schrieffer-Heeger(SSH)模型,考虑电子-电子相互作用,以及在哈密顿量中引入Brazovskii-Kivova对称破缺项,采用动力学演化的方法研究了在外电场作用下共轭高聚物分子链中大极化子与小极化子之间的弹性散射过程.研究发现,载流子的载荷性质不但决定大小极化子之间的相互作用性质,也深刻地影响了其发生散射后的载流子输运性质.在较低电场的作用下,当两载流子电性相同时,发生碰撞后,小极化子将推动着大极化子一起运动;而当两者电性相反时,碰撞后,大极化子将拖曳着小极化子一起运动.当电场强度超过临界值时,将产生量子隧穿效应,即,大小极化子相互迅速穿透,且不受载流子的载荷影响.

共轭高分子链中极化子间相互作用对电荷迁移率的影响

基于综合考虑了电子与声子以及电子与电子相互作用的理论模型,采用数值方法计算了在外电场作用下共轭高聚物分子中电荷的迁移率,讨论了大小极化子共存并相互作用对分子链内电荷迁移率的影响.研究发现,电荷迁移率明显受大小极化子的载荷性质的影响,当大小极化子具有相同电性时,在低电场范围内,分子内电荷迁移率由大极化子运动性质主导,而在高电场范围内,分子内电荷迁移率由小极化子主导;另一方面,当大小极化子具有相反电性时,电荷迁移率只由大极化子运动性质主导,与电场强度无关.此外,还讨论了电子与电子相互作用对电荷迁移率的影响.

共轭高分子中激子演化过程的非绝热动力学研究

有机共轭高分子受光激发或被电荷掺杂后可能会产生各种激发状态的激子,激子的演化过程对有机发光光谱有着至关重要的影响.通过非绝热动力学演化的方法模拟了受光激发后有机高分子中激子驰豫的动力学过程,结果表明高激发态激子不稳定,由于电声耦合作用,高激发态激子会持续向低激发态激子演化,同时,低激发态激子的复合发光会发生红移.稳定的激子复合发光光谱中,基态激子发光强度最大,可高达70-80%;第一激发态激子及其它激发态激子发光强度的总和不超过20%.