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共轭高聚物中极化子形成的自洽迭代收敛性

作　者: 周芳军
导　师: 邱宇
学　校: 浙江师范大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 共轭高聚物极化子自洽迭代收敛性
分类号: O469
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 5次
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内容摘要

共轭高聚物作为一种新型的功能材料,既具有金属和半导体的电子性质,又具有有机塑料的易加工、柔韧性的机械特点,成为近几十年来的研究热点。与传统的无机材料不同,有机共轭聚合物具有很强的电子-晶格相互作用,电子的掺杂或激发会导致晶格畸变。因此,掺杂后聚合物中的载流子不再是电子或空穴,而是孤子、极化子、双极化子等电子-晶格的耦合态。目前,人工合成的大量共轭高聚物同顺式聚乙炔(cis-PA)一样,其基态为非简并态,这导致在这些物质中最基本的载流子是极化子,而非孤子。所以对极化子的研究更具有普遍意义。本文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,闭链的收敛精度远高于开链的收敛精度,表明有机物链越长收敛越慢。对于闭链,降低晶格的对称性,有利于自洽迭代收敛于极化子态。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；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。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。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-8
1、导电高聚物简介  8-18
  1.1、引言  8-9
  1.2、聚乙炔的结构  9-11
  1.3、一维体系的电导  11-13
  1.4、聚乙炔的二聚化  13-14
    1.4.1、二聚化前  13
    1.4.2、二聚化后  13-14
  1.5、聚乙炔中的载流子  14-18
    1.5.1、孤子  14-16
    1.5.2、极化子  16-17
    1.5.3、小结  17-18
2、模型与方法  18-28
  2.1、SSH模型  18-19
  2.2、静态迭代方法  19-21
  2.3、分子动力学方法  21-22
  2.4、一些模拟结果  22-28
    2.4.1、孤子的模拟  22-23
    2.4.2、极化子的模拟  23-24
    2.4.3、双极化子的模拟  24-26
    2.4.4、极化子与双极化子的能级比较  26-27
    2.4.5、极化子的形成过程  27-28
3、掺杂对聚合物链中极化子的影响  28-32
  3.1、引言  28
  3.2、模拟结果与分析  28-32
    3.2.1、极化子的晶格位形  28-29
    3.2.2、能量的变化  29-32
4、共轭高聚物中极化子形成的自洽迭代收敛性  32-37
  4.1、引言  32
  4.2、结果与讨论  32-37
    4.2.1、纯净分子链中极化子的形成  32-34
    4.2.2、掺杂条件下分子链中极化子的形成  34-36
    4.2.3、小结  36-37
5、总结与展望  37-38
参考文献  38-40
攻读学位期间取得的研究成果  40-41
致谢  41-42

共轭高聚物中极化子形成的自洽迭代收敛性

内容摘要

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