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极化子、双极化子与PEDOT的吸收光谱

DOI：10.1021/acsapm.8b00061 期刊：ACS Applied Polymer Materials 出版年份：2018 更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要： 采用密度泛函理论（DFT）和含时DFT研究了不同氧化程度的聚(3,4-乙撑二氧噻吩)（PEDOT）的电子结构与光学吸收光谱。结果表明：基于DFT对极化子态、双极化子态及其对应光学跃迁本质的预测，与当前文献中仍占主导地位的半经验预DFT传统理论存在定性差异。根据计算结果，我们重新分析了实验可见/近红外吸收光谱与电子顺磁共振谱，对实测光谱及自旋信号给出了与传统解释存在定性差异的新诠释。关于PEDOT极化子/双极化子态本质、能带结构及吸收光谱的研究发现与结论，可推广至具有类似单体单元结构的广泛导电聚合物体系（如聚噻吩及其衍生物）。
作者： Igor V. Zozoulenko，Amritpal Singh，Sandeep Kumar Singh，Viktor Gueskine，Xavier Crispin，Magnus Berggren
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

采用密度泛函理论（DFT）和含时密度泛函理论（TD-DFT）研究不同氧化程度下PEDOT的电子结构和光吸收光谱，并为实测光谱及自旋信号提供新的解释。

研究成果

DFT和TD-DFT计算对PEDOT电子结构及光学跃迁的诠释与传统预DFT方法存在本质差异。研究发现极化子与双极化子态的本质及其光学跃迁具有相似性，这一结论挑战了传统认知。该研究还重新阐释了实验获得的可见/近红外吸收光谱与电子顺磁共振谱数据，为PEDOT中载流子的自旋特性提供了新见解。

研究不足

该研究聚焦于单根PEDOT链，未考虑PEDOT薄膜中的非晶结构和链间相互作用（这些因素可能影响吸收光谱）。峰值的确切位置及其振子强度可能随交换关联泛函的选择及计算中包含的激发态数量而变化。

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