有机分子晶体中色散声子对极化子动力学性质的影响

论文摘要

有机分子晶体内分子的排列具有高度有序性,其载流子有较高运动速度和迁移率,因此有机分子晶体的输运性质得到了广泛的关注。根据分子内振动和分子间振动可以将声子分为非色散（Einstein）声子和色散（Debye）声子两类。Holstein模型重点关注分子内振动,即非色散声子;Davydov模型重点关注分子间振动,即色散声子。本论文基于Holstein,同时计入色散声子作用,用双共轭梯度法及Rung-Kutta法求解静态及动力学方程,探究色散声子对有机分子晶体输运性质的影响。研究结果如下:1.色散电声耦合?使极化子局域程度增大,稳定性增强,在外加电场作用下,极化子运动速度减慢。2.色散声子势能?使极化子局域程度降低,稳定性减弱,在外加电场作用下,极化子运动速度加快。3.强电场下,极化子解离为类自由电子,该电子在周期性势场中做布洛赫振荡。并且随着电场强度的增大,布洛赫振荡加快,振动幅度的衰减也随之变快。色散电声耦合使布洛赫振荡衰减变快;色散声子势能使布洛赫振荡衰减变慢,延长其衰减时间。4.在计算的过程中我们还发现了一个有趣的现象,当?大于0.7时,极化子的位形发生改变,形成扭结型极化子,其局域度增加,稳定性增强,因此具有较高的解离电场。相同场强下,扭结型极化子运动而产生的电流相对较弱。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 2 理论模型和计算方法
•   2.1 Holstein 模型
•   2.2 扩展 Holstein 模型
•   2.3 无量纲处理
•   2.4 双共轭梯度法求解静态稳定位形
•   2.5 非绝热动力学方法
• 3 极化子动力学性质
•   3.1 色散电声耦合对极化子动力学性质的影响
•   3.2 色散声子的弹性势能对极化子动力学性质的影响
•   3.3 两项色散声子作用对极化子动力学性质的影响
•   3.4 强电场下色散声子对极化子动力学性质的影响
• 4 扭结型极化子动力学性质
•   4.1 扭结型极化子稳定位形
•   4.2 弱电场下扭结型极化子动力学性质
•   4.3 强电场下扭结型极化子动力学性质
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 郝雨彤

导师: 安忠

关键词: 有机分子晶体,色散,非色散,输运性质

来源: 河北师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 河北师范大学

分类号: O472

总页数: 41

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