聚二乙炔電子特性研究

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1、第21卷第2期原子與分子物理學(xué)報Vol.21,№.22004年4月JOURNALOFATOMICANDMOLECULARPHYSICSApr.,2004文章編號:1000-0364(2004)02-0285-06聚二乙炔電子特性研究?楊慧(貴州省畢節(jié)師專物理系,畢節(jié)551700)摘要:將聚二乙炔主鏈簡化為有限的一維復(fù)式碳原子鏈,利用緊束縛近似,在周期性和非周期性邊界條件下,考慮π電子在最近鄰的跳躍,計算和分析了不同數(shù)目聚二乙炔單體聚合而成的有限一維原子鏈的能譜和態(tài)密度,揭示了聚二乙炔電子結(jié)構(gòu)的基本特點。關(guān)鍵

2、詞:緊束縛近似;聚二乙炔;電子特性;態(tài)密度中圖分類號:O481文獻(xiàn)標(biāo)識碼:AAstudyoftheelectronicpropertiesofpolydiacetylenesYANGHui(DepartmentofPhysics,BijieTeachersCollege,Bijie,Guizhou551700,P.R.China)Abstract:Sincethecarbonatomsonthepolydiacetyleneschainareconnectedwiththesinglebond,double

3、andtriplebond,weassumethatthepolydiacetyleneschainmaybesimplifiedastheone-dimensionalfinitecompoundlatticemodel.Byusingthetight-bindingapproximationandconsideringthenearest-neighborhoppingofπelectron,theenergyspectraanddensityofstatesarecalculatedforthismo

4、delwiththelatticenumberfrom12to70undertheperiodicandaperiodicboundaryconditions.Theresultsundertwokindsofboundaryconditionsarecompared.Theeffectsofthechainlengthandhoppingparametersonthebandwidthandenergygaparediscussed.Inaddition,someoftheelectronicproper

5、tiesofpolydiacetylenesareprimarilyrevealed.Keywords:Tight-bindingapproximation;Polydiacetylenes;Electronicproperty;Densityofstates1引言用有機(jī)和無機(jī)導(dǎo)電聚合物、生物聚合物、電荷轉(zhuǎn)移鹽、有機(jī)金屬和其它分子材料,開創(chuàng)出用于信息和共軛高分子聚合物作為高科技功能材料,具有微電子學(xué)的新型器件。分子導(dǎo)線是分子器件與外廣闊的應(yīng)用前景和重要的理論研究價值,它不僅為界相連的橋梁,與金屬導(dǎo)線或半導(dǎo)體

6、相比,在分子光電功能材料提供了新的候選材料,同時也為設(shè)計導(dǎo)線中,除了電子和空穴外,還存在孤子、極化子等響應(yīng)快、容量大的記憶和存儲器件材料開辟了新的途徑。例如,二十世紀(jì)七、八十年代就設(shè)想并取得信息載流子。分子電子學(xué)中討論的體系是由單-多初步實驗結(jié)果的分子器件[1,2],是一種在分子尺寸鍵交替組成的共軛高分子聚合物,研究多集中于聚上具有特定功能的超微型器件,其研究目的在于采乙炔、聚二乙炔、聚苯胺、聚苯乙炔、聚噻吩以及它?收稿日期:2003-10-09作者簡介:楊慧(1966-),男,貴州畢節(jié)人。貴州省畢節(jié)師專副

7、教授,碩士。主要從事低維凝聚態(tài)物理方面研究。通訊地址:貴州省畢節(jié)師專物理系(551700),電話:0857-8307004,手機(jī):13017069690。E-mail:gzbj。-yanghui@sina.com286原子與分子物理學(xué)報2004年們的衍生物。聚乙炔作為其中一種結(jié)構(gòu)最為簡單、將(1)式對角化即是求如下久期方程導(dǎo)電性能奇特的材料,受到人們廣泛的重視并取得N豐碩的研究成果[3~19]。而作為非簡并基態(tài)共軛高∑cj(Hkj-Eδkj)E0(2)jE1分子聚合物中的聚二乙炔,有關(guān)研究的文獻(xiàn)報道遠(yuǎn)(2)

8、式中的哈密頓矩陣元HkjEtkj。由數(shù)值方法可遠(yuǎn)比不上聚乙炔豐富,事實上,聚二乙炔由于具有求特征值E及特征矢{c}。j下述一些性質(zhì)成為信息載流子研究方面非常有吸DOS隨能量的分布曲線用δ函數(shù)表示引力的模型體系[20]:①平面型聚合物主鏈完全共軛;②電子基態(tài)結(jié)構(gòu)是非簡并的;③聚合物的共軛p(E)E2∑giδ(E-Ei)(3)i長度達(dá)上千個重復(fù)單元的量級;④能夠得到宏觀的(E)表示態(tài)密度,因子2表示每一能量狀態(tài)的兩p

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