含乙酰胺基链苯并菲盘状液晶分子的电荷传输性质与热力学性质

在密度泛函理论B3LYP／6－31G**理论水平上,计算含乙酰胺基链苯并菲衍生物分子的电荷传输性质和热力学性质.研究结果显示,该分子的空穴传输性能明显好于电子传输性能.在298.15 K时,该分子的标准摩尔生成焓和生成自由能分别为－2338.79 kJ／mol和－1756.27 kJ／mol。     

含乙酰胺基链苯并菲盘状液晶分子的电荷传输性质与热力学性质

在密度泛函理论B3LYP/6-31G**理论水平上,计算含乙酰胺基链苯并菲衍生物分子的电荷传输性质和热力学性质。研究结果显示,该分子的空穴传输性能明显好于电子传输性能。在298.15 K时,该分子的标准摩尔生成焓和生成自由能分别为-2338.79 kJ/mol和-1756.27 kJ/mol。     

六氮杂苯并菲及其衍生物电荷传输性质的理论研究

在B3LYP/6-31G^**理论水平对六氮杂苯并菲及其衍生物和苯并菲及其衍生物分子及分子离子进行结构优化和频率计算,得到稳定构型.在此基础上,计算二聚物的单电能随旋转角度的变化关系,得到能量最低点.根据电子转移的半经典模型研究这些化合物分子的电荷传输性质.计算结果表明,六氮杂苯并菲的正电荷传输速率最小,负电荷传输速率最大.巯基,羟基,烷氧基和氟基团的取代有利于正电荷传输,不利于负电荷传输.烷氧基的链长对电荷传输性质几乎无影响. 关键词： 六氮杂苯并菲 电荷传输 盘状液晶     

含酯基和吡啶环苯并菲衍生物分子的电荷传输和三阶非线性光学性质

采用密度泛函理论在B3LYP/6-31G**理论水平计算研究含酯基和吡啶环的苯并菲衍生物分子的电荷传输速率．结果表明,酯基双取代的苯并菲衍生物分子具有较高的空穴和电子传输速率,分别为0.22 cm2/v•s和1.51 cm2/v•s．同时引入酯基和吡啶环均不利于空穴和电子传输．使用有限场(FF)方法计算分子的三阶非线性光学性质．结果显示,在酯基和吡啶环之间引入柔性碳链的分子与不含吡啶环分子的三阶非线性光学性质基本一致,均具有较高的电荷传输速率和良好的三阶非线性光学性质．     

苯并菲衍生物盘状液晶分子的非线性光学与热力学性质

采用密度泛函理论在B3LYP/6-31G**理论水平,计算并研究苯丙炔（烯）酸酯苯并菲盘状液晶分子的偶极矩、非线性光学性质、电子光谱和热力学性质.结果显示,该分子表现出良好的非线性光学性质,其二阶和三阶非线性光学系数分别为10⁴和10⁶a.u.数量级.其最低能量跃迁吸收波长分别为460和474nm,对应π到π*的电子跃迁.在温度298.15 K时,苯丙炔酸酯和苯丙烯酸酯苯并菲衍生物分子的标准摩尔生成焓分别为-7317.06和-1052.68 kJ·mo1^-1,标准摩尔生成自由能分别为-6186.91和117.00 kJ·mol ^-1.     

苯并菲衍生物盘状液晶分子的非线性光学与热力学性质

采用密度泛函理论在B3LYP/6-31G**理论水平,计算并研究苯丙炔(烯)酸酯苯并菲盘状液晶分子的偶极矩、非线性光学性质、电子光谱和热力学性质。结果显示,该分子表现出良好的非线性光学性质,其二阶和三阶非线性光学系数分别为104和106 a.u.数量级。其最低能量跃迁吸收波长分别为460和474 nm,对应π到π*的电子跃迁。在温度298.15 K时,苯丙炔酸酯和苯丙烯酸酯苯并菲衍生物分子的标准摩尔生成焓分别为-7317.06和-1052.68 kJ.mol-1,标准摩尔生成自由能分别为-6186.91和117.00 kJ.mol-1。     

含酯基和吡啶环苯并菲衍生物分子的电荷传输和三阶非线性光学性质简

采用密度泛函理论在B3LYP/6-31G**理论水平计算研究含酯基和吡啶环的苯并菲衍生物分子的电荷传输速率.结果表明,酯基双取代的苯并菲衍生物分子具有较高的空穴和电子传输速率,分别为0.22cm2/v·s和1.51cm2/v·s.同时引入酯基和吡啶环均不利于空穴和电子传输.使用有限场(FF)方法计算分子的三阶非线性光学性质.结果显示,在酯基和吡啶环之间引入柔性碳链的分子与不含吡啶环分子的三阶非线性光学性质基本一致,均具有较高的电荷传输速率和良好的三阶非线性光学性质.     

吐昔烯衍生物分子的电荷传输性质

根据爱因斯坦方程和Marcus电荷传输模型, 使用密度泛函理论B3lyp/6-31g^**理论水平计算6 个吐昔烯衍生物分子的结构和电荷传输性质. 结果显示: 6个吐昔烯的衍生物分子的空穴迁移速率为0.018–0.062 cm²·V^-1·s^-1, 电子迁移率为0.055–0.070 cm²·V^-1·s^-1, 其中3, 8, 13-辛烷氧基吐昔烯衍生物分子适合作为双极性传输材料. 三条烷氧基链的吐昔烯衍生物分子上引入三个甲氧基或羟基, 均使空穴和电子传输率降低. 引入给电子基团或共轭性基团可减小吐昔烯衍生物分子的能隙, 达到有机半导体的能隙要求. 关键词： 吐昔烯衍生物 空穴传输 电子传输 有机半导体     

吐昔烯衍生物的电荷传输性质

使用密度泛函理论在B3LYP/6-31G**理论水平理论研究吐昔烯(TR)及含不同支链的7个衍生物分子的电荷传输性质。结果表明,吐昔烯及其7个衍生物的空穴传输速率常数在2.71×1012 s-1到1.80×1013 s-1之间,介于六氮杂苯并菲109 s-1和苯并菲1013 s-1之间。8个分子的电子传输速率常数位于1.16×1012 s-1到7.48×1012 s-1之间,大于苯并菲1011 s-1,小于六氮杂苯并菲1013 s-1。在吐昔烯刚性盘上引入羟基和烷氧基,没有改变空穴和电子传输速率常数的数量级。我们计算得到TR(OH)3(OC8H17)3和TR(OC5H11)3的空穴传输速率分别为9.74×10-2 cm2.v-1.s-1和3.78×10-1 cm2.v-1.s-1,与实验测得的两个化合物TR(OH)3(OC10H21)3和TR(OC8H17)3的空穴传输速率接近。     

N、O、S及羰基掺杂吐昔烯衍生物的电荷传输性质

基于电子转移的Marcus模型,以3,8,13-三丙烷氧基吐昔烯(a分子)为母体,采用密度泛函理论方法,在M062X/6-31+G(d)水平计算研究吐昔烯刚性核上的三个亚甲基被氮原子、氧原子、硫原子及羰基取代后所得的b、c、d、e等5个衍生物分子的结构和电荷传输性质.计算结果表明,b、d、e等3个吐昔烯衍生物分子的最低能量吸收峰均发生一定程度的红移(吸收波长在279-292 nm范围);掺杂氮原子、硫原子后,空穴传输载流子迁移率(μ_+)与电子传输载流子迁移率(μ_-)均明显增大,但μ_+比μ_-增加的幅度更大,更有利于空穴传输.掺杂氮原子,空穴迁移速率(μ_+)和电子迁移速率(μ_-)减小;掺杂羰基后,电子迁移速率(μ_-)增大,有利于电子传输,可设计为较好的电子传输材料.     

Charge transport in anodic TiO2 nanotubes studied by terahertz spectroscopy

We report on the photoelectrochemical and terahertz measurements, of the charge transport properties of 1 μm thick self‐organized TiO₂ nanotube layers, prepared by the anodization of titanium. We provide evidence regarding the complexity of electron transport, and dynamics in the nanotubes. Shortly after photoexcitation, charge mobilites in amorphous and crystalline nanotubes are similar, but still lower compared to the bulk anatase. The mobility subsequently decreases due to trapping‐detrapping processes. The recombination rate in anatase nanotubes is much slower than in the amorphous ones, enabling the material to reach an internal photon to electron conversion efficiency exceeding 60%.     

Charge transport in one‐dimensional chains of nanoparticles

Gold electrodes were bridged by a one‐dimensional chain of citrate stabilized gold particles. The resulting device exhibits current fluctuations at constant bias voltage due to conformational changes in the citrate molecules induced by charge transfer across the molecules. Moreover, fluctuations of the differential conductance as a function of the bias voltage became evident. The effect is attributed to the interplay of two origins: (a) dislocation of particles in the chain by action of the electric field; (b) interaction between mechanical motion of citrate molecules located on particles and charge transfer. (© 2012 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

考虑空间电荷层效应的氧离子导体电解质内载流子传输特性

晶界或异质界面诱发的空间电荷层(space charge layer,SCL)效应,被认为是氧离子导体电解质内界面附近区域载流子传输特性显著区别于体相区域的关键原因之一.现有研究多采用Poisson-Boltzmann(PB)方程预测SCL效应的影响规律,但其基于载流子电化学平衡假设,无法用于载流子存在宏观运动的工况,极大限制了相关传输机理研究.本文耦合Poisson方程和载流子质量守恒方程,建立了适用于载流子具有宏观运动时氧离子导体内载流子传输过程的模型,推导了控制SCL效应的关键无量纲参数.聚焦固体氧化物燃料电池中常用的AO2-M2O3氧离子导体电解质,对比研究了传统PB方程和本文建立的Poisson-载流子质量守恒耦合方程的预测结果可靠性.进一步采用耦合模型深入分析了考虑SCL效应时氧离子导体内部氧空位传输机理,发现导体界面电流密度增大导致SCL电阻先减小后增大.增大无量纲Debye长度(表征空间电荷层厚度与导体厚度的比值)可显著增大SCL电阻.当驱动氧空位移动的过电势与热势数量级相当时,增大无量纲电势(表征过电势与热势的比值)导致SCL电阻增大;当过电势远小于热势时,改变无量纲电势对氧空位传输过程几乎无影响.本文研究结论可为通过合理设计晶界或异质界面以改善氧离子导体内载流子传输能力及最终提高相关电化学器件性能提供理论依据.