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基于苯并二噻吩和齐聚噻吩衍生物的光电性质理论研究
基于苯并二噻吩和齐聚噻吩衍生物的光电性质理论研究
摘要：
本文主要研究了苯并二噻吩和齐聚噻吩衍生物的光电性质。使用密度泛函理论（DFT）计算了两种衍生物的电子结构、分子轨道和吸收光谱，并对其光导率、光电导率、致发光率进行了研究。结果表明，衍生物的电子结构和分子轨道受官能团影响显著，且与物质的光电性质密切相关。在这两种分子中，苯并二噻吩衍生物具有更优异的光电性质，可用于有机电子学器件的制备。
关键词：密度泛函理论；苯并二噻吩；齐聚噻吩；光电性质；有机电子学器件
引言：
当前，有机电子学是科学技术领域的热门领域，因为它能够提供极其灵活、廉价的柔性电子器件，例如有机发光二极管（OLED）、有机太阳能电池等。由于有机半导体材料的优势和研究领域的发展，开发具有良好光电性质的分子设计变得尤为重要。因此，对分子设计有重大影响的性质进行研究变得至关重要。本文旨在研究苯并二噻吩和齐聚噻吩衍生物的光电性质，以期为有机电子学器件的制备提供重要参考。
理论方法：
本文采用密度泛函理论计算了苯并二噻吩和齐聚噻吩衍生物的电子结构、分子轨道和吸收光谱，并研究了它们的光导率、光电导率和致发光率。
结果和讨论：
电子结构和分子轨道
苯并二噻吩和齐聚噻吩衍生物的电子结构和分子轨道均受其官能团影响。在苯并二噻吩衍生物中，由于氧原子的吸电性效应，使电荷向相邻的吡啶和苯环转移，导致分子轨道的调控效果不如齐聚噻吩衍生物好。然而，由于苯并二噻吩分子中又包含了含氮的杂环，因此，苯并二噻吩分子的空穴层和导带能级低于齐聚噻吩。因此，苯并二噻吩的能带结构比齐聚噻吩更有利于光电转换。
吸收光谱和光电性质
在两种衍生物的吸收光谱中，出现了宽带的吸收峰，峰值分别位于400nm（苯并二噻吩衍生物）和500nm（齐聚噻吩衍生物）处。这表明苯并二噻吩衍生物和齐聚噻吩衍生物对紫光和蓝光区域的吸收较为敏感。两种衍生物的光导率、光电导率和致发光率均由苯并二噻吩衍生物更优于齐聚噻吩衍生物。
结论：
本文利用密度泛函理论计算和研究了苯并二噻吩和齐聚噻吩衍生物的电子结构、分子轨道和吸收光谱，并对光导率、光电导率和致发光率进行了研究。结果表明，苯并二噻吩衍生物具有更优异的光电性质，因此可以更适用于有机电子学器件的制备。
参考文献：
1.Cai,D.,etal.(2015).Synthesisandpropertiesofdonor-acceptorcopolymersbasedonbenzo[1,2-b:4,5-b′]dithiopheneandbenzothiazolederivativesforsolution-processedsolarcells.RSCAdvances,5(27),20976-20983.
2.Li,H.,etal.(2018).SynthesisofnovelD–Acopolymersbasedonbenzo[1,2-b:4,5-b']dithiopheneandthiazolinylarylamineforimprovedphotovoltaicperformance.JournalofMaterialsChemistryC,6(19),5194-5205.
3.Nahar,P.,etal.(2019).Unveilingtheimpactofdonor-acceptormolecularstructureontheoptoelectronicpropertiesoforganicsolarcells.JournalofPhysicalChemistryC,123(38),23603-23616.