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* Ordered Materials for Organic Electronics and Photonics 薛丽云 2012年4月26号 液晶中的电荷传输 柱状，近晶相以及最近常说的液晶被广泛认为是具有很好电荷传输能力的一种有机半导体。因为它们有高度的自组装能力，能够大面积的形成高度有序一致的晶簇。近期也发表许多关于这方面的优秀综述。在这里我们简洁地讨论一下在液晶介质中进行电荷传输的模型。由于液晶相比分子晶体的有序性较差些，因此对液晶中电荷传输的统一带隙的描述还不是很明确。相反，我们利用一个由热量引发的跃迁模型来描述必威体育精装版聚合物半导体的载流子迁移率 跃迁发生在π—π相互作用的地方，也许是陷阱，单个分子，聚合物的几个重复单元甚至是许多高共轭聚合物链的链段。排列无序的经验性模型例如M—C模型是由Bassler推导出来的，它是用来描述温度对电荷传输的影响，并且将电场中电子的无序性运动也考虑进去了。如图1所示，由于电子的无序性使得电子的能级密度变宽，并呈高斯分布。它的宽度取决于该分子构象的多样性以及结构缺陷和由极性基团无规取向造成的偶极障碍。温度进一步提高则可以提高电荷的传输，这是由于热能提供给载流子跃迁到相邻能级的能量，克服了势垒。位置无序是由相对位置以及分子取向的不同导致的，并且使得材料内出现了电子耦合。极化理论需要一个强的电子—声子耦合，而障碍则为次要因素，并且把迁移的激活能与极化子能量的结合相关联。 图1 a)无序液晶半导体的LUMO能态密度（实线）和被电子占有的LUMO能态密度（虚线） b)水平线代表无序分子中的单个分子的能级。箭头表示电子通过分子聚集体的路径。电子跃迁到更高的能级需要有能量激发，所以是不可能跳到更低的能级的。 在有机柱状半导体中电荷的传输是一维的。数值模拟使我们弄明白了在这些液晶材料中限制载流子传输的结构参数。载流子的迁移与中间相的动力学有关。它可以模拟液晶的组织结构。这可以与M—C动力学或是与电荷动力学有关的能斯特方程来描述。该动力学是是基于马库斯极化子模型而言的。这就是说带电的载流子处于高温下会发生跃迁，如电子、空穴从带电分子上转移到相邻的不带电的分子上。跃迁率为ωi j，它与温度T有关。 Δ与始态、终态的自由能有关；Ji j是转移的积分，它反映了在HOMO（LUMO）能级上电子和空穴两分子之间的结合强度。分子参数呈指数递减趋势。它与分子内间距，以及单个分子的平移、旋转有关。内部成分的重组能λ代表了电中性状态与离子状态平衡时分子重组能。重组能的外部成分与相邻分子间的极化以及再取向有关，并且这也不是很容易就能模拟出来的。一个小的内部重组可以解释棒状的三烷氧基取代芳香化合物比烷氧基取代的苯并环氧化合物的迁移率要高的现象。如表1中的化合物1一样为柱状盘状相。 【1】Simulations of charge transport have highlighted the role that defects play in slowing down charge transport in discotic columnar liquid crystals. 【1】在柱状盘状液晶分子中，其缺陷会使电荷传输变慢使我们在电荷传输模拟中重点强调的。 【2】For example, self-organization and charge transport was modelled for an ensemble of semitriangular shaped, graphene-like, molecules, compound 2 ,with three pairs of 4-alkylphenyl substituents and a selfassembled\columnar organization. 【2】例如自组装以及模拟三角形、石墨形状分子的电荷传输，如化合物2，有3对4-烷基苯取代基并且有一个自组装的柱状结构。 【3】The material exhibits a plastic crystal phase over a wide temperature range. Molecular dynamics shows that on annealing the twist angles between neighboring molecules in the columns are distributed about 60 °，which gives the ideal configuration to maximize the intermolecular transfer integral. A subsidiary distribution peak is centred at