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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。

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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