《複雜體系電子轉移理論與有機功能材料遷移率預測》是依託廈門大學，由趙儀擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：複雜體系電子轉移理論與有機功能材料遷移率預測
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：趙儀
- 依託單位：廈門大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
準確理解有機功能材料中的電子轉移、能量轉移過程是提高這類材料性能的關鍵。由於其柔性、大尺寸、廉價等方面的優點，有機半導體越來越受到工業界和科學界的關注。電荷載流子遷移率是評估有機功能材料重要物理指標，它與有機材料結構之間關係對於設計高效光電器件是個至關重要但仍然存在諸多爭議的基礎理論問題。本項目擬從理論化學和計算方法出發，發展研究功能材料中遷移率的結構和動力學方法，並套用於具體材料體系的研究。首先，從動力學方法出發，發展和完善適應於從弱到強電子耦合、從氣相到凝聚相的電子轉移理論；其次，結合量子化學計算方法和發展的電子轉移理論研究從固體到聚集狀態直到分子尺度的電子轉移過程；最後，利用動態模擬和主方程方法，從有機分子與聚集結構出發預測材料的載流子遷移率，研究溫度、壓強、聚集態與表面形貌、缺陷、分子層尺度等與載流子遷移率的構效關係，為實驗設計有機功能材料提供理論指導。
結題摘要
本項目較好地完成了課題提出的預期目標，在電子轉移理論和有機功能材料遷移率預測兩方面都做出了具有一定影響的工作，同時將兩方面理論和計算有效地結合起來。 在電子轉移理論方面：（1）發展和完善了適應於從弱到強電子耦合強度的電子轉移理論，該理論能夠用於研究氣相到固相、從分子內到分子間的電子轉移過程;（2）發展了non-Condon動態無序的電子轉移速率的解析表示；（3）提出了新的研究電子相干轉移的波包擴散方法，克服了目前研究有機晶體電子轉移流行方法中無法滿足精細平衡原理的缺陷。由於理論和計算方法的系統性和完善性，應邀在Chem. Soc. Rev.期刊上撰寫綜述論文。在有機功能材料遷移率預測方面：（1）建立了從微觀到介觀的多尺度模擬計算方法，研究了有機分子晶體堆積結構與其各向異性的載流子遷移率的關係，同時討論了載流子密度、電場強度及缺陷等對遷移率的影響；（2）發展和完善了基於電聲耦合強度的載流子遷移的全局圖像；（3）結合發展的電子轉移理論，提出了有機半導體電荷傳輸全新的“局域電荷量子隧穿”模型。該方面的系統工作也被邀請在Chem. Soc. Rev.和Adv. Mater. 期刊上撰寫綜述論文。另外，我們在光誘導的電子和能量轉移以及探索有機分子層修飾金屬表面從而改變電極功函式的電子結構計算等方面都取得了一定進展。
