本文在聚吡咯并吡咯二酮-聯(lián)噻吩(PDPP-2T,P1)的基礎(chǔ)上,分別選取了吡啶(Py)、噻唑(Tz)、呋喃(THF)三種基團(tuán)構(gòu)造D-π-A共聚物P2、P3、P4,并通過密度泛函(DFT)第一性原理計算了四種聚合物的光電性質(zhì)。計算結(jié)果表明,引入π橋后,能帶曲率變大,有利于提升共聚物導(dǎo)電性,但帶隙均增大;光吸收峰的短波吸收峰均發(fā)生紅移,P2與P4的長波峰發(fā)生藍(lán)移,而P3的長波峰變化不大,且長波吸收峰的強度均減弱。并用Bader電荷分析研究了三種π橋?qū)、A單元之間的電荷轉(zhuǎn)移量的影響,發(fā)現(xiàn)引入π橋后,P2、P3電荷轉(zhuǎn)移量減少,P4略微增加;且π橋在共聚物中既可以是得電子單元,又可以是失電子單元,表明引入π橋?qū)/A共聚物的電荷傳輸有一定影響�？傊�,用引入π橋的方法來提升共聚物的光電性質(zhì)是一個需綜合考慮的問題。

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【部分圖文】：

圖1D/A共聚物P1與D-π-A共聚物(P2,P3,P4)的分子結(jié)構(gòu)示意圖

本文利用VASP軟件對D/A共聚物的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,并計算其電子結(jié)構(gòu)與光電性質(zhì)[11]。計算中交換關(guān)聯(lián)泛函采用基于廣義梯度近似(GGA)下的Perdew-Becke-Ernzerhof(PBE)方法[12],并采用投影綴加波贗勢(PAW)方法[13]描述電子與原子核之間的相互作....

圖2聚合物P1,P2,P3,P4在費米能級附近的電子結(jié)構(gòu)與聚合物的帶隙值(括號內(nèi)為實驗值)

如圖2(a)所示,引入三種π橋后,能帶曲率變大,由有效質(zhì)量公式m*=h2[?2E(k)/?k2](E(k)為能帶本征值,k為波矢),載流子遷移率公式μ=qτ/m*(q為電荷量,τ為載流子平均壽命)可知,π橋和引入有可能提高聚合物P2、P3、P4的載流子遷移率,有利于電荷傳輸;而H....

圖3聚合物P1、P2、P3、P4的D、A單元及π橋的PDOS(費米能級設(shè)為0eV)

為了進(jìn)一步研究聚合物PDPP-2T引入π橋后電子結(jié)構(gòu)的變化,本文作出了引入π橋前后的差分電荷密度圖,如圖4所示。圖4聚合物P1、P2、P3、P4的差分電荷密度圖

圖4聚合物P1、P2、P3、P4的差分電荷密度圖

圖3聚合物P1、P2、P3、P4的D、A單元及π橋的PDOS(費米能級設(shè)為0eV)圖4為幾種聚合物的差分電荷密度圖。圖中淺色(黃色)部分代表得電子,深色(藍(lán)色)部分代表失電子。從圖4中可以看出,引入π橋后,聚合物的電荷分布發(fā)生了一定的變化,未引入π橋的聚合物P1中Th單元電荷....

本文編號：3978039