聚吡咯(PPy)是研究和使用较多的导电高分子聚合物,它独特的力、光、电的特性使得它被广泛应用于光电二极管、传感器、太阳能电池等领域。由于目前对PPy导电机理的理解还存在争议,影响导电性能的因素还不够明确,因此PPy的应用效率一直难以提高。本课题拟采用第一性原理与自适应煺火蒙特卡罗相结合的方法对聚吡咯进行理论模拟研究,通过分析吡咯长链、支链以及多链系统的几何结构、电荷分布、自旋分布以及电子能级结构等,进一步理解其导电机理。在此基础上,将静态电子结构分析与动态电荷输运模拟相结合,通过研究不同结构,不同掺杂物、掺杂浓度下的氧化态吡咯链上载流子的迁移率,来分析影响导电性能的因素。通过本课题的研究,渴望能提高聚吡咯在发光二极管以及聚合物半导体等方面的应用效率,同时也为实现聚吡咯在其他领域的应用提供理论依据。
英文主题词Pyrrole;DFT;Monte Carlo;conducting polymer;conducting mechanism