论文摘要
有机材料在场效应晶体管,发光二极管以及太阳能电池等光电器件中有很好的应用前景。近年来,对于这些有机材料的电荷传输机制的研究得到越来越多的关注。迁移率是衡量材料与应用之间的一项关键指标。我们基于第一性原理,从分子间直接耦合模型和Marcus电荷转移理论出发,结合Brownian扩散方程,计算了分子材料的迁移率。我们研究了一系列有机半导体材料:（1）计算了两种并噻吩分子a,a′-bis （dithieno [3,2-b:2′,3′-d]thiophene）（简写为BDT）和trans-1,2-[dithieno（2,3-b:3’2’- d）thiophenes]ethane（简写为TDT）在单晶下的空穴迁移率,BDT的空穴迁移率约是TDT的15倍。计算结果发现分子在晶体内的排列方式通过对分子间的耦合,进而决定着材料的电荷传输性能;（2）研究了盘状化合物如perylothiophene （简写为pet）, benzo（g,h,i） -perylene （简写为bnpery）电荷传输性能,我们发现在pet中,空穴迁移率比电子迁移率高一个数量级,然而,在bnpery中,空穴和电子的迁移率是很接近的,说明bnpery可以应用在光致场效应晶体管中。（3）对于酞菁族分子在单晶中电荷传输性能的研究,发现这些晶体中,空穴迁移率远大于电子迁移率。随着金属对于酞菁分子中心的两个氢原子的取代,空穴在材料中的传输性能得到了很大的提高。