一维有机高分子聚合物的能带结构和长程电子关联

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有机高分子聚合物作为一类新型的有机功能材料，越来越受到人们的关注。经过不断的研究科学家们于1977年发现，掺杂后的聚乙炔的电导率急剧增加，甚至可以增加十几个数量级，这个在人们的经验里是绝缘体的聚乙炔变成为了良导体。从此以后，人们开始研究有机高分子聚合物的各种物理性质。由于有机高分子聚合物具有很多优点，比如易加工性、有柔韧性、而且价格低廉，此外有机高分子聚合物还具有金属和半导体的电子特性等，因此对有机高分子聚合物的研究便引起了人们极大的兴趣，成为近年来研究的热点。尤其是最近几年，有机高分子材料的研究又上了一个新台阶，并且取得了突破性进展。经过不断的研究，科学家们已经研制出许多有机光电子器件，比如有机发光二极管、三极管、场效应管、电化学发光电池等。在实验研究和理论分析的基础上，苏武沛（W. P. Su）、Schriefferh和Heeger三人建立了SSH模型，该模型对聚合物的发展有着重要的影响。随着不断的发展人们在聚合物中又发现了一些新现象，比如半导体的能带是一个重要的物理特性，它与聚合物的发光有着紧密的联系。并且能隙与电子关联有很大的关系，因此电子关联在研究电子系统的电子结构中有着重要的影响。对于关联能的研究，Hohenberg和Kohn建立了密度泛函理论，Kohn和Sham提出了局域密度近似（LDA），他们对关联能的计算做出了重要的贡献。Zhao推出了计算长程关联能的解析公式，并用此公式计算了静态聚乙炔的长程关联能。Konig和Stollhoff 用local ansatz方法计算了聚乙烯（CH2）(PE)的关联能。Baeriswyl和Maki 用Gutzwiller ansatz方法计算了聚乙炔（PA）的关联能。Horsch用variational方法计算了聚乙炔的关联能，在计算中他同时考虑了在位库仑相互作用U和长程库仑相互作用V，但是作者并没有特别计算长程库仑相互作用下的关联能。因此人们已经认识到了长程关联能的重要性。高分子聚合物中长程库仑相互作用下的关联能变的越来越重要。
　　本文基于一维紧束缚 SSH（Su-Schrieffer-Heeger）模型，并结合扩展的Hubbard模型来描述电子-电子相互作用，在此基础上，利用Zhao所推出的长程关联能的解析公式计算了聚乙炔的能带结构和长程关联能（本文指最近邻电子之间的相互作用）。在本文第三章我们计算了在格点振动情况下的聚乙炔的能带结构和长程关联能。分别计算了周期边界条件和自然边界条件下的长程关联能，并与文献[58]中所用解析方法计算的静态聚乙炔的长程关联能的结果进行了比较。并讨论链长、关联能对聚乙炔能带结构的影响。在本文第四章我们采用了另一种方法进行计算，即同时计入电子-电子相互作用和关联哈密顿量来重新计算并讨论聚乙炔的能带结构和长程关联能，并与第三章的结果进行了分析与比较。

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作者
温建英;
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作者单位

重庆大学;

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授予单位重庆大学;
学科凝聚态物理
授予学位硕士
导师姓名赵铧;
年度 2010
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 O631.11;
关键词
高分子聚合物; 能带结构; 电子关联; SSH模型;

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