电子受体强度对基于Thieno[3,2-b]thiophene的共轭聚合物电子性质的影响
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0641

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国家自然科学基金(21073144)


The effects of electron-acceptor strength on the electronic properties of thieno[3,2-b]thiophene-based donor–acceptor copolymers
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    摘要:

    采用杂化的密度泛函方法(DFT/B3LYP),在6-31G(d)理论水平下研究了基于噻吩并[3,2-b]噻吩(Thieno[3,2-b]thiophene,TT))的D-A型共轭聚合物的几何结构、电子结构和性质. 研究发现,在以TT为电子供体的D-A型共轭聚合物中,电子受体强度是影响其几何结构、电子结构和性质的重要因素. 对基于TT的电子受体与电子供体交替排列的D-A型共轭聚合物,在一定范围内,电子受体强度增加,有利于减小共轭聚合物的键长交替,降低聚合物的能隙,并使其能带变宽,电子离域程度增大,载流子有效质量减小,载流子迁移能力增强. 但受体强度过大,键长交替反而增大,能带和能隙均变窄,载流子迁移能力减弱.

    Abstract:

    The donor-acceptor(D-A) conjugated copolymer were designed by choosing Thieno[3,2-b]thiophene(TT) as the electron donor and quinoxaline(Q), Benzo[c][1,2,5]thiadiazole(BT), pyrazino[2,3-g]quinoxaline(PQ), [1,2,5]thiadiazolo[3,4-g]quinoxaline (TQ) or Benzobis[1,2,5]thiadiazole (BBT) as the electron acceptor unit. The DFT/B3LYP method is employed to investigate the electronic structures and properties of the donor-acceptor alternating copolymers. The theoretical results suggest that electron-acceptor strength contribute significantly to the geometrical structures and electronic properties of the alternating donor-acceptor copolymers. The geometrical and electronic properties of the TT-based copolymers exhibit a systematic trend with the electron-acceptor strength within a certain range. The bond length alternation, band gap (Eg) and hole effective mass decrease, the bandwidth (both valence and conduction band) increases systematically with an increase in the electron-withdrawing ability of the acceptor moiety within a certain range of the electron-acceptor strength.

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引用本文格式: 傅杨武,陈明君,周胡来,张洁,冉娟. 电子受体强度对基于Thieno[3,2-b]thiophene的共轭聚合物电子性质的影响[J]. 四川大学学报: 自然科学版, 2018, 55: 1275.

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  • 收稿日期:2018-02-27
  • 最后修改日期:2018-03-30
  • 录用日期:2018-04-13
  • 在线发布日期: 2018-11-29
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