过渡金属酞菁化合物的能带结构研究

用EHMO/ CO方法对过渡金属酞菁化合物的能带结构进行了研究.结果表明:不同金属原子的酞菁的能带结构不同.钛、钒、铬酞菁的能带结构与酞菁的能带结构相似,而锰、铁、钴、镍、铜酞菁的能带结构与酞菁的能带结构明显不同,金属酞菁化合物的带隙变窄;酞菁环中心的不同过渡金属离子,在不同K点的分子轨道对称性不同;不同金属原子的酞菁环的层间距不同,其导电性不同.层间距越小,带宽越大,导电性能越强.     

高聚物作为空穴传输材料的研究

有机电致发光一直是学术界的一个研究热点。其核心材料主要包括发光材料，电子传输材料和空穴传输材料。介绍了高聚物空穴传输材料的研究进展情况，探讨了高聚物空穴传输材料的分子结构与器件性能的关系。     

平面酞菁聚合物电子性质的理论研究

采用密度泛函自洽场晶体轨道方法计算了一维和二维平面酞菁聚合物的能带结构和电子性质,结果表明这些聚合物是半导体.研究发现,聚合方式和共轭程度的差异不仅影响能隙的大小,而且影响能带的形状.与一维聚合物相比较,二维酞菁聚合物带隔较窄,能带较宽,将是良好的半导体.     

吡啶肼类衍生物在有机电致发光器件中的应用

有机电致发光材料的电子传输材料研究远落后于该领域的其他材料,需要开发出新型的电子传输材料,提高电子传输效率,改善器件性能.以合成的Pybispy和Pybisqu作为电子传输材料,制作了结构为玻璃基板/ITO阳极/空穴传输层/发光层/电子传输层/电子注入层/铝电极的有机电致发光器件,探讨了它们在有机电致发光器件中的性能,Pybispy和Pybisqu作为电子传输材料器件的最大发光亮度分别达到了218和5 980 cd/m2.结果显示该系列化合物具有电子传输性能,可应用于有机电致发光器件中的电子传输材料.     

钙钛矿太阳能电池中空穴传输材料的研究进展

人口的快速增长导致化石燃料即将消耗殆尽,人们急需寻找新型清洁的可持续能源.太阳能正是这样一种理想的能源,其利用方式之一就是太阳能电池.钙钛矿太阳能电池是一种新型的太阳能电池,其快速提升的光电转换效率引起了人们的广泛关注.其中,空穴传输材料的使用不仅增加了电池的稳定性还提高了光电转换效率,为钙钛矿太阳能电池的发展带来了新的契机.因此,研究空穴传输材料的特点和作用机理并设计合成新型高效的空穴传输材料,对进一步提高钙钛矿太阳能电池的效率是十分重要的.本文从钙钛矿太阳能电池的发展历程出发,简要介绍了钙钛矿太阳能电池的基本结构和工作原理,然后重点阐明各种空穴传输材料的性能.Spiro-OMeTAD是钙钛矿太阳能电池中最受欢迎而且最经典的空穴传输材料,被广泛地应用于各种钙钛矿太阳能电池中,得到了非常高的光电转换效率.但是,这种材料合成复杂、提纯困难、价格昂贵,这就极大地限制了大规模商业化应用的可能.因此,人们开始致力于寻找Spiro-OMeTAD的替代品.近年来,开发的空穴传输材料包括无机p型半导体、聚合物和有机小分子空穴传输材料,其中有机小分子空穴传输材料具有合成简单、价格低廉、原材料丰富等特点而展示出了强劲的发展态势.本文重点介绍了四类有机小分子空穴传输材料,包括Spiro型空穴传输材料、含三苯胺型空穴传输材料、含噻吩型空穴传输材料和其他小分子空穴传输材料.虽然上述空穴传输材料各具特色,有些空穴传输材料在某些方面还显示出了非常优越的性能,但是还没有一种空穴传输材料能在各个方面与Spiro-OMeTAD媲美.所以,空穴传输材料的研发工作还任重而道远.本文对2012至2017年间关于空穴传输材料的文献进行了系统的介绍,总结并评述了各类空穴传输材料的性能,归纳了各种空穴传输材料的优缺点,并对未来高效稳定的空穴传输材料的发展方向进行了展望.     

聚TPD电荷传输材料的制备与单层器件的电致发光

为了提高空穴传输材料TPD(三苯基二胺衍生物)的热稳定性和器件的寿命,用TPD通过Friedel-Crafts反应和二卤化合物进行缩聚,将TPD结构单元引入到聚合物的主链,得到了一系列具有电荷传输性能的新型电致发光聚合物.研究发现,所有聚合物的热稳定性均高于TPD,能带结构几乎没有发生改变,有的聚合物既能传输空穴,又能传输电子.考察了单层器件的发光性能.结果显示,器件最大亮度在17V时约为36 cd·m-2,最大发射为460nm.     

有机电致发光辅助材料的研究进展

在多层有机电致发光(OLED)器件中,除了发光材料外,空穴注入与空穴传输材料(HIL/HTL)、电子注入与电子传输材料(EIL/ETL)以及空穴阻挡材料等辅助材料的使用对提高器件的性能也具有重要的作用。通过对近年来,OLED辅助材料研究工作的总结,论述了OLED辅助材料研究的进展情况.主要包括载流子传输材料、载流子注入材料和载流子阻挡材料的研究进展情况.对OLED辅助材料的开发与应用前景进行了展望.     

四元混晶InGaAsP应变量子阱在压力调制下的能带转型

采用模型固体理论计算了四元混晶In1-xGaxAsyP1-y/In0.85Ga0.15As0.7P0.3/In1-xGaxAsyP1-y单量子阱系统中电子和空穴的能带结构,研究了流体静压力对能带的调制作用.结果表明:通过引入流体静压力,可以方便地实现单量子阱的能带转型(类型Ⅰ到类型Ⅱ的转变);当x=0.2,y=0.7时,电子、重空穴、轻空穴能带转型时的临界压力分别约为0.5,8,1.5GPa;0.5GPa≤P8GPa时,量子阱的能带均为类型Ⅱ.     

3,8,13-三辛烷氧基吐昔烯的电荷传输性质

使用电子转移的Marcus模型,在B3LYP/6-31G**水平上对3,8,13-三辛烷氧基吐昔烯(3C8OTRX)的分子结构、电子结构及电荷传输性质进行理论研究.计算结果表明,该分子的空穴传输载流子迁移率(μ+=0.15)和传输速率常数 k+(5.49×1012 s-1)均比电子传输约大5.0倍,预示可设计成空穴传输材料.与苯并菲和六氮杂苯并菲比较,空穴传输能力比羟基取代六氮杂苯并菲强,与苯并菲接近,电子传输能力显著增强.     

三氢-苯并吲哚啉方酸染料晶体中电荷转移过程的理论研究

由于具有良好的光化学稳定性、在可见光区和近红外区的强吸光性等优点，方酸类染料是目前最具潜力的小分子有机太阳能电池给体材料之一.然而，其空穴迁移机制并不明确，较低的迁移率限制了器件光电转换效率的提升.结合第一性原理计算、Marcus电子转移理论、主方程模拟，系统研究了三氢-苯并吲哚啉方酸(USQ-BI)染料的电子结构、分子堆积模式以及电荷转移性质.结果表明，由于空穴迁移路径上交替出现两种不同的分子堆积模式，驱动力呈现正负交错的特征，克服正驱动力的过程为空穴迁移的决速步.据此，提出了降低驱动力绝对值以增大迁移率的理论策略.进一步研究发现，在一些位点上引入氰基可以显著提高空穴转移耦合强度，从而提高空穴迁移率.最后，对USQ-BI中电子转移过程的研究发现，由于较大的重组能导致较小的电子转移速率，该晶体不能作为好的电子传输材料.     

单体尺度及配比对共聚物电子结构及光吸收性质的影响

在紧束缚近似下，建立了二嵌段共聚物－（A)x-(B)y-的物理模型，研究了组成共聚物的均聚物单体对体系的电子结构及光学吸收性质等的影响，发现均聚物的尺度及配比对共聚物的电子结构及光吸收谱具有显著的调制作用，从而达到使共聚物发现不同颜色光的目的。     

聚螺戊二烯及其衍生物的理论研究

用ＳＣＦ－ＣＮＤＯ／２－ＣＯ方法对聚螺戊二烯及其取代衍生物的电子结构进行了研究，目的在于探讨螺环共轭高分子体系电子结构的特点，以及不同电子性质的取代基对聚螺戊二烯衍生物的高聚物电子特性的影响，计算结果表明取代基对带隔影响不大，而且也不能使主链结构变化，但体系的电离势和电子亲和势的变化与取代基的电子特性有关。     

金属锌的电子结构及物理性质

用新发展的金属价键理论，系统分析了金属Ｚｎ的电子结构和性质．用单原子状态自洽法确定金属Ｚｎ的电子结构为［Ａｒ］（３ｄｎ）６．２２７９（３ｄｃ）３．７７２１（４Ｓｃ）０．０５２８（４Ｓｆ）１．９４７２，计算了晶格常数、结合能及势能曲线、各种弹性模量和线膨胀系数随温度的变化．计算结果与实验值符合较好．     

电子受体强度对基于Thieno[3,2-b]thiophene的共轭聚合物电子性质的影响

采用杂化的密度泛函方法(DFT/B3LYP),在6-31G(d)理论水平下研究了基于噻吩并[3,2-b]噻吩(Thieno[3,2-b]thiophene,TT))的D-A型共轭聚合物的几何结构、电子结构和性质.研究发现,在以TT为电子供体的D-A型共轭聚合物中,电子受体强度是影响其几何结构、电子结构和性质的重要因素.对基于TT的电子受体与电子供体交替排列的D-A型共轭聚合物,在一定范围内,电子受体强度增加,有利于减小共轭聚合物的键长交替,降低聚合物的能隙,并使其能带变宽,电子离域程度增大,载流子有效质量减小,载流子迁移能力增强.但受体强度过大,键长交替反而增大,能带和能隙均变窄,载流子迁移能力减弱.     

Electronic transport in nanometre-scale silicon-on-insulator membranes

The widely used 'silicon-on-insulator' (SOI) system consists of a layer of single-crystalline silicon supported on a silicon dioxide substrate. When this silicon layer (the template layer) is very thin, the assumption that an effectively infinite number of atoms contributes to its physical properties no longer applies, and new electronic, mechanical and thermodynamic phenomena arise, distinct from those of bulk silicon. The development of unusual electronic properties with decreasing layer thickness is particularly important for silicon microelectronic devices, in which (001)-oriented SOI is often used. Here we show--using scanning tunnelling microscopy, electronic transport measurements, and theory--that electronic conduction in thin SOI(001) is determined not by bulk dopants but by the interaction of surface or interface electronic energy levels with the 'bulk' band structure of the thin silicon template layer. This interaction enables high-mobility carrier conduction in nanometre-scale SOI; conduction in even the thinnest membranes or layers of Si(001) is therefore possible, independent of any considerations of bulk doping, provided that the proper surface or interface states are available to enable the thermal excitation of 'bulk' carriers in the silicon layer.     

布基管电子结构的紧束缚研究

描述了以（ｎ１，ｎ２）标记的各种布基管的几何结构，采用经验的原子轨道线性组合（ＬＣＡＯ）的方法研究了具有不同直径和旋转度的布基管的能带结构，在此基础上计算了它们的能态密度，结果表明，它们的电子结构不仅与石墨存在较大差别，而且相互之间差异也很大，通过紧束缚近似下对层状石墨Ｐｚ轨道的分析，并考虑到边界条件的限制，得到了关于布基管电子结构的一般规则。     

无序 FCC TixAl(1-x)合金的电子结构和热力学性质

应用合金系统科学(SSA)框架,确定FCC Ti-Al合金系结构参数和性质及相应特征晶体的基本信息;在FCC Ti-Al系中,通过SSA框架计算得到Ti和Al特征原子序列的电子结构和性质;确定新的Gibbs能函数与结构参数和性质能紧密关联。研究结果表明,应用特征原子排列设计可设计无序和有序合金,它们的电子结构、晶格常数、物理性质和热力学性质随成分的变化都可由此求得。     

Atomic-scale imaging of insulating diamond through resonant electron injection

The electronic properties of insulators such as diamond are of interest not only for their passive dielectric capabilities for use in electronic devices, but also for their strong electron confinement on atomic scales. However, the inherent lack of electrical conductivity in insulators usually prevents the investigation of their surfaces by atomic-scale characterization techniques such as scanning tunnelling microscopy (STM). And although atomic force microscopy could in principle be used, imaging diamond surfaces has not yet been possible. Here, we demonstrate that STM can be used in an unconventional resonant electron injection mode to image insulating diamond surfaces and to probe their electronic properties at the atomic scale. Our results reveal striking electronic features in high-purity diamond single crystals, such as the existence of one-dimensional fully delocalized electronic states and a very long diffusion length for conduction-band electrons. We expect that our method can be applied to investigate the electronic properties of other insulating materials and so help in the design of atomic-scale electronic devices.     

(CdSe)_n(n=1-10)团簇与含硫配体相互作用的理论研究

采用密度泛函理论方法系统的研究了(CdSe)_n(n=1-10)团簇与有机配体SCH_3相互作用生成稳定产物的结构和性质.研究表明,有机配体SCH_3中的S原子能与CdSe中的Cd原子形成Cd-S配位键.通过比较该系列团簇吸附产物的吸附能、电荷、LUMO轨道、态密度和电子吸收光谱等性质,揭示了含硫配体在(CdSe)_n(n=1-10)团簇上的配体效应.     

A coherent three-dimensional Fermi surface in a high-transition-temperature superconductor

All conventional metals are known to possess a three-dimensional Fermi surface, which is the locus in reciprocal space of the long-lived electronic excitations that govern their electronic properties at low temperatures. These excitations should have well-defined momenta with components in all three dimensions. The high-transition-temperature (high-T(c)) copper oxide superconductors have unusual, highly two-dimensional properties above the superconducting transition. This, coupled with a lack of unambiguous evidence for a three-dimensional Fermi surface, has led to many new and exotic models for the underlying electronic ground state. Here we report the observation of polar angular magnetoresistance oscillations in the overdoped superconductor Tl2Ba2CuO6+delta in high magnetic fields, which firmly establishes the existence of a coherent three-dimensional Fermi surface. Analysis of the oscillations reveals that at certain symmetry points, however, this surface is strictly two-dimensional. This striking form of the Fermi surface topography, long-predicted by electronic band structure calculations, provides a natural explanation for a wide range of anisotropic properties both in the normal and superconducting states. Our data reveal that, despite their extreme electrical anisotropy, the high-T(c) materials at high doping levels can be understood within a framework of conventional three-dimensional metal physics.