有机共轭高聚物的分子链间耦合局域态

有机共轭高分子中,孤子、极化子及激子都是基本的元激发,对解释有机聚合材料的导电发光特性起着主导作用.孤子、极化子以及激子等在晶格位形上都是各具特征的空间局域状态.本文将讨论在有机共轭高分子中存在着另一种局域态——链间耦合局域态,这种局域态是由于分子链间的相互作用所导致,在相互作用分子链端附近形成势阱,可有效束缚电子和空穴等带电粒子.     

共轭高分子中激子演化过程的非绝热动力学研究

有机共轭高分子受光激发或被电荷掺杂后可能会产生各种激发状态的激子,激子的演化过程对有机发光光谱有着至关重要的影响.通过非绝热动力学演化的方法模拟了受光激发后有机高分子中激子驰豫的动力学过程,结果表明高激发态激子不稳定,由于电声耦合作用,高激发态激子会持续向低激发态激子演化,同时,低激发态激子的复合发光会发生红移.稳定的激子复合发光光谱中,基态激子发光强度最大,可高达70-80%;第一激发态激子及其它激发态激子发光强度的总和不超过20%.     

钛酸锶晶体的光致介电常数激增以及超顺电大极化子理论

钙钛矿类化合物钛酸锶具有明显的光致介电增长的性质,这是由于被光激发至Ti⁴⁺的3d能带上的电子具有良好的巡游特性,为了进一步揭示光致介电增长的微观机理,这里假设巡游电子同时与两类声子发生耦合作用,一方面,电子与A_1g模式的晶格呼吸子发生强相互作用,另一方面,电子还与T_1u模式的非简谐声子具有相对较弱的耦合.通过变分法计算可得,这种复杂的电声耦合作用在晶体中形成两种极化子:自陷极化子和超顺电大极化子.正是由于超顺电大极化子的形成,导致了光致介电激增的现象.     

共轭高分子链中电荷迁移的热效应

从理论上研究了共轭高聚物链中在电场作用下极化子运动的热效应.基于SSH模型以及通过绝热动力学演化的方法,模拟了共轭高聚物链中极化子在电场作用下从链左端向右端运动的过程.晶格受到的热扰动作用假设为通过局域的晶格范围内原子位移的随机涨落来实现.结果发现,晶格中的局域热涨落对于运动中的极化子而言等效于一个势垒.势垒高度由高分子中受到热扰动的区域的范围大小以及该区域与其周围环境的温差来决定.当分子中存在热吸收不均匀的现象时,链内极化子迁移率在低电场范围内随电场的变化遵循对数曲线变化规律.     

共轭高聚物中的杂质分布：晶格形态及高浓度掺杂效应

基于扩展Su-Shrieffer-Heeger (SSH)模型,通过自洽计算的数值方法,研究了共轭高聚物链表现为孤子态和大极化子态两种不同晶格形态时链内的杂质分布情况,计算结果显示,分立的畴壁可导致高聚物链中形成多个稳定的势阱,有利于杂质在链中聚集分布。此外,还研究了在较高浓度的掺杂条件下,共轭高聚物链内的杂质分布规律。结果显示,杂质倾向于在中心区形成高浓度分布,而在链端区,杂质更倾向于离散分布。该研究表明,高浓度掺杂下杂质分布具有稳定的特征,晶格形态对杂质分布具有显著的影响,这些结论可为实验上操控杂质在共轭高聚物中的分布提供一定的帮助。     

4f光学系统中滤波函数角位移补偿的研究

实验中4f光学系统的输入函数载体与滤波函数载体往往存在着一定的角位移,而这个角位移的存在影响了4f光学系统的精确滤波。将空间光调制器(SLM)作为4f光学系统的输入和滤波函数的载体,利用光栅衍射理论和傅里叶变换理论,提出了一种测量该角位移的方法。滤波函数旋转角位移值的大小可以补偿输入和滤波函数载体间存在的角位移。滤波实验证明了方法的有效性和必要性。     

共轭高聚物双分子链中激子生成的动力学研究

通过对耦合共轭高分子双链中激子生成的动力学研究,讨论了受到光激发后,激子在分子内或分子间生成的制约因素.激子的生成除了受分子链间耦合强度的制约,还受到光激发模式的影响.结果表明,激子既可以在分子内生成,也可以在耦合分子间生成.增大分子之间的相互作用强度,可以增大在分子之间生成激子的概率.     

有机高分子链内的场致激子解离

基于SSH(Su-Schrieffer-Heeger)模型,采用静态及动力学自洽算法模拟了有机高分子链内激子在光激发及外电场作用下的形成与解离过程。结果表明,受光激发后,有机高分子链内激子的生成与解离密切依赖于施加外电场的时机,当外电场与光激发同时发生时,激子能否生成完全取决于电场强度的大小;而当外电场在光激发后的一段时间(通常为皮秒量级)之后被引入,则在有机高分子链内能够形成稳定的激子,且该激子只有在强外电场(超过1MV/cm)的作用下,才会发生解离,临界场强量级与实验结果相符合。     

分子动力学结合不同势研究Ir团簇熔化性质

采用Gupta势和Sutton-Chen势运用分子动力学方法研究了Irn(n=13,14,55,56,147)团簇的熔化行为.结果表明:对于所研究尺寸团簇,两种不同势给出了完全相同的基态几何结构.两种势给出的铱团簇熔点随团簇尺寸的变化关系基本一致、预熔化温度区间随团簇尺寸的变化关系完全一致.对于小团簇(Ir13、Ir14)两类势均表现出比热峰值相对于均方根键长涨落滞后的现象.     

高聚物中分子相互作用对红外吸收谱的影响

基于扩展SSH模型及动力学演化的方法,通过数值计算研究了链间耦合作用对高聚物吸收谱的影响.计算结果表明,随着链间相互作用的增大,会导致低频吸收边发生红移,这与实验结果一致.进而发现,对于呈电中性的体系,吸收边红移有两种不同的理论根源:第一种情况是带隙减小导致的红移;第二种情况是电子从带间态向导带电子态跃迁导致的吸收边红移.