有機(jī)分子晶體中載流子遷移特性的理論研究的開題報(bào)告

有機(jī)分子晶體中載流子遷移特性的理論研究的開題報(bào)告開題報(bào)告題目：有機(jī)分子晶體中載流子遷移特性的理論研究一、研究背景和意義隨著有機(jī)分子電子學(xué)的快速發(fā)展，有機(jī)分子晶體已成為一種備受關(guān)注的半導(dǎo)體材料，具有優(yōu)良的光電性能和可溶性等特點(diǎn)，被廣泛用于有機(jī)太陽能電池、有機(jī)發(fā)光等領(lǐng)域的研究中。然而，有機(jī)分子晶體的載流子遷移特性和能級結(jié)構(gòu)對其光電性能的影響及其機(jī)理仍存在不確定性，需要進(jìn)一步研究。本課題旨在通過理論計(jì)算方法探究有機(jī)分子晶體中的載流子遷移特性和電子結(jié)構(gòu)，并為其在應(yīng)用中的優(yōu)化提供理論指導(dǎo)。二、研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)本研究將以密度泛函理論(DFT)為基礎(chǔ)，采用Gaussian09軟件對有機(jī)分子晶體中的電子結(jié)構(gòu)和載流子遷移特性進(jìn)行計(jì)算和模擬。具體研究內(nèi)容包括:1.對有機(jī)分子晶體中能級結(jié)構(gòu)的分析及其與載流子遷移性能的關(guān)系探究；2.對有機(jī)分子晶體中載流子遷移動力學(xué)的理論模型建立及其驗(yàn)證；3.對有機(jī)分子晶體中載流子壽命和遷移率的計(jì)算模擬及其與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比對；創(chuàng)新點(diǎn)：1.采用DFT理論，從分子電子結(jié)構(gòu)出發(fā)，比較直觀地分析有機(jī)分子晶體中的載流子遷移特性和能級結(jié)構(gòu)；2.利用密度泛函理論的優(yōu)勢，建立有機(jī)分子晶體中的載流子遷移動力學(xué)的理論模型，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證；3.通過對有機(jī)分子晶體中載流子壽命和遷移率的計(jì)算模擬并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比對，為有機(jī)分子晶體在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)化提供理論指導(dǎo)。三、預(yù)期結(jié)果1.通過理論模擬，可以比較直觀地分析有機(jī)分子晶體中的載流子遷移特性和能級結(jié)構(gòu)，提供基礎(chǔ)研究支持；2.建立了有機(jī)分子晶體中的載流子遷移動力學(xué)的理論模型，并對其進(jìn)行了驗(yàn)證；3.對有機(jī)分子晶體中的載流子壽命和遷移率進(jìn)行了計(jì)算模擬，為有機(jī)分子晶體的應(yīng)用提供理論指導(dǎo)和優(yōu)化方案。四、研究方法和流程1.收集有機(jī)分子晶體的文獻(xiàn)資料，了解其物理性質(zhì)、化學(xué)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用領(lǐng)域；2.采用Gaussian09軟件，基于密度泛函理論計(jì)算有機(jī)分子晶體中的電子結(jié)構(gòu)和載流子遷移特性；3.建立有機(jī)分子晶體中載流子的理論模型，并驗(yàn)證其準(zhǔn)確性和有效性；4.通過對有機(jī)分子晶體中載流子壽命和遷移率的計(jì)算模擬并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比對，為有機(jī)分子晶體在應(yīng)用中的優(yōu)化提供理論指導(dǎo)。五、研究進(jìn)度安排1.第一周：研究文獻(xiàn)資料收集和閱讀2.第二周：學(xué)習(xí)Gaussian09軟件和DFT理論3.第三周-第四周：對有機(jī)分子晶體的電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行DFT計(jì)算和分析4.第五周-第六周：建立有機(jī)分子晶體中載流子的理論模型5.第七周-第八周：通過計(jì)算模擬并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比對，驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性和有效性6.第九周：總結(jié)分析數(shù)據(jù)，完成論文初稿7.第十周-第十二周：修改和完善論文，進(jìn)行答辯準(zhǔn)備。六、參考文獻(xiàn)1.W.Tang,Y.Wang,H.Chen,Y.Zhu,X.Wu,L.Chen,H.Xu,Y.Cao,Y.Qi.(2019).MolecularDesignofDiketopyrrolopyrrole-BasedSmallMoleculesforEfficientOrganicSolarCellswithFillFactorsOver80%.AdvancedMaterials,31(38),1903553.2.Li,Q.,Hosseinabadi,S.,Chen,H.,Ding,Y.,Wang,X.,Yang,L.,Chen,G.,Zheng,X.,Yuen,M.,Yang,X.,Ma,Y.,Lu,G.,&Lu,X.(2021).SignificantlyEnhancedPhotoelectricalResponseandChargeTransportFeaturesinIndacenodithiophene-BasedMolecularCrystalsthroughEfficientπ-πCoupling.ACSAppliedMater&Interface,13(3),4557–4567.3.Jiang,X.,Zhang,Q.,Yuan,G.,Wei,Z.,&Wang,Z.(2019).Donor-typeSmallMoleculesBasedon2,4-DisubstitutedThieno[3,2-b]ThiopheneCoreforHigh-performanceOrganicSolarCells.ACSAppliedMater&Interface,11(6),5821–5828.7.Xu,S.,Ma,J.,&Yin,X.(2018).TheoreticalStudyofElectronicStructuresandExcitonicPropertiesofAsymmetricSmallMoleculesforOrganicSolarCells.JNanomater,2018,3153275.8.Hu,Y.,&Huang,J.(2020).TheoreticalStudyonElectr