發(fā)布時間：2020-11-04 04:44

　　 有機分子晶體內分子的排列具有高度有序性,其載流子有較高運動速度和遷移率,因此有機分子晶體的輸運性質得到了廣泛的關注。根據分子內振動和分子間振動可以將聲子分為非色散(Einstein)聲子和色散(Debye)聲子兩類。Holstein模型重點關注分子內振動,即非色散聲子;Davydov模型重點關注分子間振動,即色散聲子。本論文基于Holstein,同時計入色散聲子作用,用雙共軛梯度法及Rung-Kutta法求解靜態(tài)及動力學方程,探究色散聲子對有機分子晶體輸運性質的影響。研究結果如下:1.色散電聲耦合?使極化子局域程度增大,穩(wěn)定性增強,在外加電場作用下,極化子運動速度減慢。2.色散聲子勢能?使極化子局域程度降低,穩(wěn)定性減弱,在外加電場作用下,極化子運動速度加快。3.強電場下,極化子解離為類自由電子,該電子在周期性勢場中做布洛赫振蕩。并且隨著電場強度的增大,布洛赫振蕩加快,振動幅度的衰減也隨之變快。色散電聲耦合使布洛赫振蕩衰減變快;色散聲子勢能使布洛赫振蕩衰減變慢,延長其衰減時間。4.在計算的過程中我們還發(fā)現了一個有趣的現象,當?大于0.7時,極化子的位形發(fā)生改變,形成扭結型極化子,其局域度增加,穩(wěn)定性增強,因此具有較高的解離電場。相同場強下,扭結型極化子運動而產生的電流相對較弱。
【學位單位】：河北師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：O472
【部分圖文】：

最近的研究表明，人們對分子鏈中的 Davydov 孤子和極化子有了新的興趣，這引起了人們對極化子動力學和自陷態(tài)方面的不同看法。在具有諧波相互作用的晶格中，色散（Debye）和非色散（Einstein）聲子對材料特性的影響起重要作用。色散聲子，即聲學聲子起源于原子的相對位移；非色散聲子則考慮原子的絕對位移。Davydov[41]和Holstein[26,52]分別考慮了 Debye 模式下和 Einstein 模式下的電聲相互作用。1999 年，L. Cruzeiro-Hansson[53]等人研究了極化子中色散和非色散模式之間的相互作用，該文章表明聲子譜會影響極化子的形成，并且會有三種自陷轉變的方式。如果晶格和電子-晶格哈密頓量由相同類型聲子控制，則自陷轉變是平滑的；如果存在不平衡，則轉換是突然的或者完全消失的。如圖 1.1 所示，當晶格和電子晶格哈密頓量的聲子譜相同時，局域態(tài)到非局域態(tài)的轉變是平滑的；當晶格以 Einstein 聲子為主時，電子-晶格相互作用以色散聲子為主時，自陷轉變是突然的；而在相反的情況下，自陷轉換消除。

圖 1.2 電子概率2n ，晶格位移n 和相對晶格位移n n1 隨 k 的變化圖摘自參考文獻 36.uis S. Cisneros-Ake[55]等人提出了在具有色散和非色散聲決方案，在適當條件下，通過簡化參數，將離散問題轉似，得到移動解并分析其穩(wěn)定性。該文章考慮了在一維

n n 表示電荷密度分布，可以觀察每一時刻電子在各個格點的分布情況蹤電荷中心位置的變化情況，我們可以得到極化子運動速度的表達式： c cx xv （3.1外加電場的作用下，極化子會沿鏈做一個運動，而極化子的定向移動會形成電達式從其連續(xù)性方程 0nj r和電荷密度演化方程 1,nnHi h出發(fā)，得密度表達式： 12ImiFn n n nj e c c （3.1示某時刻從n到 n 1格點的粒子數，由于一條鏈上有很多的格點，因此對所有求和即整條鏈的電流J 。
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本文編號：2869633