并五苯晶体与薄膜的同质异相体及其电子过程

论文摘要

本论文在并五苯单晶薄膜的生长和场效应管的制备基础上,采用分子动力学与分子热力学相结合,分析了并五苯薄膜的生长过程;借鉴微波传输线理论,对有机场效应管顶接触和底接触两种形式的结构寄生效应,分别给出它们的等效电路图;考虑到场效应管沟道中载流子浓度的非线性,指出了场效应迁移率与载流子浓度的幂指数关系。从并五苯的晶体结构,晶胞中分子的鲱鱼骨架状排列,分子长度的变化和分子间的相对位移出发,阐述了并五苯薄膜中同质异相体的产生原因。针对并五苯分子之间三种可能的相互作用类型:共价键、范德瓦尔斯力和静电库仑相互作用,前者用两个非等效分子的交叠模型,后两个用对势中的Born-Mayer-Haggins模型势,近似计算了不同的并五苯同质异相体与模型势能谷值的对应关系;根据密度泛函理论,采用紧束缚模型下能带位移关系,计算了并五苯的电子能带宽度,分析了能带宽度与温度的关系以及对迁移率的影响。事实上,并五苯已经晶化成不同的晶体结构,并五苯同质异相体的结构变化,对它的稳定性和载流子迁移率都有明显影响。通过合理建模和理论计算,深入研究分子间的相互作用以及电子传输机理,为理解有机半导体材料的晶格变化对电学性质的影响,寻找优质稳定的器件材料,提供了一条有效途径。

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 有机半导体材料
• 1.2 有机晶体结构
• 1.3 有机小分子并五苯
• 1.4 小结及本文主要工作
• 参考文献
• 第2章 并五苯薄膜与晶体结构
• 2.1 引言
• 2.2 薄膜和晶体的生长
• 2.2.1 薄膜的制备
• 2.2.2 晶体生长热力学和动力学
• 2.2.3 X 射线和电子衍射
• 2.3 并五苯单晶
• 2.3.1 单晶生长
• 2.3.2 不同单晶结构的比较
• 2.4 并五苯薄膜
• 2.5 小结
• 参考文献
• 第3章 并五苯中的同质异相体
• 3.1 引言
• 3.2 结构描述
• 3.2.1 单晶结构
• 3.2.2 并苯中的鲱鱼骨架结构
• 3.2.3 薄膜同质异相体
• 3.3 薄膜同质异相体模型
• 3.3.1 交叠模型
• 3.3.2 势近似模型
• 3.4 小结
• 参考文献
• 第4章 并五苯中的电子结构和电荷传输性质
• 4.1 引言
• 4.2 并五苯薄膜场效应晶体管
• 4.2.1 器件制备
• 4.2.2 器件特性测量
• 4.2.3 器件特性分析
• 4.3 能带结构
• 4.3.1 密度泛函理论
• 4.3.2 能带结构的计算
• 4.3.3 计算结果
• 4.4 小结
• 参考文献
• 第5章 结论及展望
• 附录
• 致谢
• 攻读博士学位期间发表的论文
• 博士期间主持参加的项目
• 摘要
• Abstract