溶液中有机半导体的探索：溶剂化、烷基化与掺杂的效应
材料科学
2021-03-08 v1 化学物理
摘要
对溶液中有机半导体电子结构的第一性原理模拟带来若干不易同时应对的挑战。本工作中，我们研究溶剂化、烷基化与掺杂对代表性有机半导体分子六噻吩的结构、电子与光学性质的效应及相互关联。为此，我们采用（含时）密度泛函理论结合极化连续模型。我们发现相邻单体单元间的扭转起关键作用，因其强烈影响分子的电子结构，包括能隙、电离势与带宽。烷基化促进分子轨道直至第一个甲基单元的去局域化，而与链长无关，导致能级的整体偏移。电子结构中的改变反映于光学吸收中，而光学吸收还受到动态溶质-溶剂相互作用的额外影响。综合考虑这些效应，溶剂以其极性依赖的程度减小光学带隙，并同时增强第一激发的振子强度。与掺杂分子的相互作用促进平面化。在此情形下，溶剂化与烷基化增强了基态与激发态中的电荷转移。
引用
@article{arxiv.2103.03581,
title = {Exploring organic semiconductors in solution: The effects of solvation, alkylization, and doping},
author = {Jannis Krumland and Ana M. Valencia and Caterina Cocchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.03581},
year = {2021}
}