分會

第二十五分會：有機(jī)固體

摘要

高遷移率和強(qiáng)發(fā)光材料是有機(jī)光電材料的重要組成部分。基于第一性原理以及多尺度理論計(jì)算方法，我們預(yù)測了壓力效應(yīng)對高性能有機(jī)半導(dǎo)體材料2,6-二苯蒽(2,6-diphenylanthracene, 2,6-DPA)的傳輸性質(zhì)和光物理性質(zhì)的共同作用。結(jié)合密度泛函理論以及量子力學(xué)/分子力學(xué)模型，我們得到了分子的幾何與電子結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明壓力使晶胞體積縮小，以C-H…C與C-H…π為主的分子間弱相互作用增強(qiáng)，同時(shí)分子內(nèi)二面角減小，平面化增強(qiáng)。并且，1.86 GPa的壓力幾乎沒有改變2,6-二苯蒽的電子結(jié)構(gòu)?；诹孔铀泶┠Ｐ秃蜔嵴駝雨P(guān)聯(lián)函數(shù)，我們預(yù)測了該材料在壓力作用下空穴傳輸和熒光性質(zhì)的變化。對于傳輸性質(zhì)，遷移率的主要影響因素為轉(zhuǎn)移積分和重整能。1.86 GPa的壓力使2,6-二苯蒽的空穴遷移率從8.15 cm2V-1s-1上升到15.72 cm2V-1s-1。主要原因?yàn)閴毫ψ饔孟路肿娱g距的縮小，既提升了轉(zhuǎn)移積分，又抑制了分子內(nèi)振動和轉(zhuǎn)動，輕微降低了重整能。對于熒光性質(zhì)，由于2,6-二苯蒽較弱的激子耦合效應(yīng)以及分子相對平面的結(jié)構(gòu)，使其在壓力下不易淬滅，也不產(chǎn)生明顯的發(fā)光增強(qiáng)現(xiàn)象。在壓力作用下，2,6-二苯蒽保持了較高的熒光量子產(chǎn)率，輕微上升至0.47。我們的工作系統(tǒng)地探索了外壓力對光電性能的作用并解釋了內(nèi)部機(jī)理。壓力可以有效地升高2,6-二苯蒽的遷移率，同時(shí)維持其優(yōu)越的熒光性質(zhì)，是具有前景的調(diào)控手段。

關(guān)鍵詞

壓力效應(yīng);有機(jī)半導(dǎo)體;電荷傳輸性質(zhì);熒光量子產(chǎn)率;密度泛函理論

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