研究目的
采用紧束缚线模型研究由N个单体构成的周期性聚合物中额外电子或空穴的能量结构及转移过程，该聚合物的重复单元由P个单体组成。
研究成果
该研究表明，均聚物展现出最有效的电荷转移效率，且通过合理选择序列可使纯平均转移速率提升数个数量级。尽管实际情况下紧束缚参数预计会有较大变化，但简单的紧束缚线模型仍能定性反映实验行为。
研究不足
该研究仅限于使用紧束缚线模型进行理论计算，未考虑实际情况下影响载流子运动的诸多环境因素，如水性环境、抗衡离子、提取过程、电极、纯度、基底以及结构涨落等。
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重复单元递增的周期性聚合物：能带结构与载流子传输
DOI：10.1103/PhysRevE.98.032412
期刊：Physical Review E
出版年份：2018
更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要：
我们采用紧束缚线模型研究了由N个单体构成的周期性聚合物中额外电子或空穴的能量结构及转移特性，其中重复单元由P个单体组成（以单体为位点，例如DNA中的碱基对），并限定P为偶数。研究涉及两类聚合物：由相同单体构成（如GC…、GGCC…等）和由不同单体构成（如GA…、GGAA…等）。我们计算了最高占据分子轨道（HOMO）与最低未占分子轨道（LUMO）的本征谱、态密度以及HOMO-LUMO能隙，并发现随着P增大这些类别所具有的极限性质。进一步考察了载流子在每个单体上出现概率的时间平均值特性，引入加权平均频率（针对每个单体）和整体聚合物的总加权平均频率作为整体转移频率含量的度量指标，研究了纯平均转移速率——通过适当选择序列可使该速率提升数个数量级。总体而言，均聚物展现出最有效的电荷转移效率。最后我们将纯平均转移速率与时间分辨光谱获得的实验转移速率进行对比。
作者：
K. Lambropoulos，C. Vantaraki，P. Bilia，M. Mantela，C. Simserides
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