瞬态离域态增强有机分子半导体中的空穴迁移率
软凝聚态物质
2023-03-24 v1 材料科学
摘要
有确凿证据表明，由于动态无序，有机半导体(OSs)中的载流子在纳米尺度空间内发生自局域化。然而，某些有机半导体，特别是近期出现的高迁移率有机分子晶体，呈现出迁移率随温度升高而降低的特征，这是离域能带输运的标志。在此，我们展示了两种创纪录迁移率有机半导体：DNTT(二萘并[2,3-b:2',3'-f]噻吩并[3,2-b]噻吩)及其烷基化衍生物 C8-DNTT-C8 的温度依赖迁移率。通过结合太赫兹光电导测量与全原子非绝热分子动力学模拟，我们表明，尽管两种晶体均呈现迁移率(μ)随温度(T)的幂律下降(遵循：μ ∝ T^(-n))，但指数 n 存在显著差异。建模给出的 n 值与实验吻合良好，并揭示这两种化学上密切相关的半导体之间下降参数的差异可归因于热激发下载流子可访问的不同态的离域程度，而这又取决于两体系特定的电子能带结构。由此浮现的图像是：空穴在振动修饰的扩展态动态流形上“冲浪”，其温度依赖迁移率提供了底层态密度的灵敏指纹。
引用
@article{arxiv.2303.13163,
title = {Transiently delocalized states enhance hole mobility in organic molecular semiconductors},
author = {Samuele Giannini and Lucia Di Virgilio and Marco Bardini and Julian Hausch and Jaco Geuchies and Wenhao Zheng and Martina Volpi and Jan Elsner and Katharina Broch and Yves H. Geerts and Frank Schreiber and Guillaume Schweicher and Hai I. Wang and Jochen Blumberger and Mischa Bonn and David Beljonne},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.13163},
year = {2023}
}
备注
28 pages, 5 Figures