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考虑离散性的导电聚合物电导率的计算
作 者: 叶方德
导 师: 王海燕
学 校: 郑州大学
专 业: 凝聚态物理
关键词: 导电聚合物 电导率 SSH模型 渗流原理 孤子
分类号: O621.23
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 14次
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内容摘要
本文详细的回顾了两种解释导电聚合物导电机制的模型:渗流原理和孤子跳跃模型,指出了孤子跳跃模型在考虑导电率时候的粗糙性,避免了将一维情况下非常成功的SSH模型强行套用到三维情况的尴尬。本文给出了考虑离散性情况下的导电网络,认为导电体系中不是由均匀的等价的电阻为R的渗流网络,而是聚合物链充当导线的渗流网络,解释了尽管不考虑链与链之间载流子的传输,体系仍然能够导电的原因是因为聚合物链之间存在交叉,交叉处的碳原子距离很近,载流子可以跳跃。本文基于聚合物链离散性的考虑,忽略了垂直于聚合物链方向的作用,因而电导率的求解也相应改变,本文作出了相应的求解。最后,本文尝试对体系以渗流原理对聚乙炔链为导电网络进行定性的解释,不做定量的计算。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-6 目录 6-8 前言 8-13 1.1 有机太阳能电池研究新进展 8-9 1.2 太阳能电池的工作原理和结构 9 1.3 有机太阳能电池结构 9-10 1.4 导电聚合物的掺杂与导电特性 10-11 1.5 导电聚合物的电导率的理论研究 11-12 1.6 拟展开的研究内容 12-13 1.6.1 本论文涉及的研究问题 12 1.6.2 研究内容 12-13 第二章 渗流原理模型与有机导电聚合物导电机理 13-22 2.1 渗流原理 13-14 2.2 渗流阀值 14-16 2.3 数学解释 16-22 2.3.1 一维长链上的团簇及渗流阀值 16-18 2.3.2 二维及多维晶格求解的复杂性 18-20 2.3.4 Bethe晶格及渗流阀值的估算 20-22 第三章 孤子导电模型 22-34 3.1 孤子概念的提出 22-23 3.2 孤子的主要物理性质 23-24 3.3 Π电子近似和SSH模型的求解及实验验证 24-27 3.4 孤子的激发态 27-28 3.5 孤子导电模型与聚合物电导率计算 28-30 3.6 电子在孤子间跳跃模型的可行性 30-34 第四章 考虑聚合物体系离散性的的电导率计算 34-42 4.1 考虑离散性情况下的导电网络 34-35 4.2 哈密顿量推导跳跃的几率 35-39 4.3 考虑离散性的电导率计算 39-40 4.3.1 束缚态的交叠程度φ 39 4.3.2 载流子跳跃间距(局域化态之间的间距) 39-40 4.3.3 电导率表达式 40 4.4 从渗流阀值角度论证考虑离散体系的正当性 40-42 总结 42-43 参考文献 43-46 致谢 46
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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 有机化学 > 有机化学一般性问题 > 有机化合物性质 > 电磁性质
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