一維有機高分子聚合物的能帶結構和長程電子關聯(lián).pdf

1、有機高分子聚合物作為一類新型的有機功能材料，越來越受到人們的關注。經(jīng)過不斷的研究科學家們于1977年發(fā)現(xiàn)，摻雜后的聚乙炔的電導率急劇增加，甚至可以增加十幾個數(shù)量級，這個在人們的經(jīng)驗里是絕緣體的聚乙炔變成為了良導體。從此以后，人們開始研究有機高分子聚合物的各種物理性質(zhì)。由于有機高分子聚合物具有很多優(yōu)點，比如易加工性、有柔韌性、而且價格低廉，此外有機高分子聚合物還具有金屬和半導體的電子特性等，因此對有機高分子聚合物的研究便引起了人們極大的興

2、趣，成為近年來研究的熱點。尤其是最近幾年，有機高分子材料的研究又上了一個新臺階，并且取得了突破性進展。經(jīng)過不斷的研究，科學家們已經(jīng)研制出許多有機光電子器件，比如有機發(fā)光二極管、三極管、場效應管、電化學發(fā)光電池等。在實驗研究和理論分析的基礎上，蘇武沛（W. P. Su）、Schriefferh和Heeger三人建立了SSH模型，該模型對聚合物的發(fā)展有著重要的影響。隨著不斷的發(fā)展人們在聚合物中又發(fā)現(xiàn)了一些新現(xiàn)象，比如半導體的能帶是一個重要的

3、物理特性，它與聚合物的發(fā)光有著緊密的聯(lián)系。并且能隙與電子關聯(lián)有很大的關系，因此電子關聯(lián)在研究電子系統(tǒng)的電子結構中有著重要的影響。對于關聯(lián)能的研究，Hohenberg和Kohn建立了密度泛函理論，Kohn和Sham提出了局域密度近似（LDA），他們對關聯(lián)能的計算做出了重要的貢獻。Zhao推出了計算長程關聯(lián)能的解析公式，并用此公式計算了靜態(tài)聚乙炔的長程關聯(lián)能。Konig和Stollhoff 用local ansatz方法計算了聚乙烯（CH2

4、）(PE)的關聯(lián)能。Baeriswyl和Maki 用Gutzwiller ansatz方法計算了聚乙炔（PA）的關聯(lián)能。Horsch用variational方法計算了聚乙炔的關聯(lián)能，在計算中他同時考慮了在位庫侖相互作用U和長程庫侖相互作用V，但是作者并沒有特別計算長程庫侖相互作用下的關聯(lián)能。因此人們已經(jīng)認識到了長程關聯(lián)能的重要性。高分子聚合物中長程庫侖相互作用下的關聯(lián)能變的越來越重要。
　　 本文基于一維緊束縛 SSH（Su-S

5、chrieffer-Heeger）模型，并結合擴展的Hubbard模型來描述電子-電子相互作用，在此基礎上，利用Zhao所推出的長程關聯(lián)能的解析公式計算了聚乙炔的能帶結構和長程關聯(lián)能（本文指最近鄰電子之間的相互作用）。在本文第三章我們計算了在格點振動情況下的聚乙炔的能帶結構和長程關聯(lián)能。分別計算了周期邊界條件和自然邊界條件下的長程關聯(lián)能，并與文獻[58]中所用解析方法計算的靜態(tài)聚乙炔的長程關聯(lián)能的結果進行了比較。并討論鏈長、關聯(lián)能對聚乙