文档介绍：有机共轭聚合物的反向极化    有机共轭聚合物作为一种新型的功能材料,既具有金属和半导体的电子性质,又具有聚合物的易加工、有柔性的机械特点,成为近年来的研究热点。对具有准一维特征的聚合物分子的结构和特性,特别是其独特的电磁光特性,可以说已经有了一个比较深入的理解。理论工作中无论从量化还是物理建模出发,都得到了与实验基本一致的结果。有机聚合物材料通过掺杂或光电诱导可以产生孤子、极化子、激子和双激子等非线性元激发,这是有机半导体与传统的无机半导体的根本区别所在。激子或双激子态对应的是中性激发态,因此有机器件中电荷传输的载流子主要是孤子、极化子和双极化子,并且这三种元激发对应于不同的电荷——自旋关系(只有中性孤子和带单个电荷的极化子携带1/2自旋)。深入理解聚合物中各种元激发对于研究聚合物的功能特性,及其在光电方面的广泛应用具有十分重要的意义。所谓反向极化,就是说分子偶极矩的方向与外电场的方向相反。报道中指出,纳原子中的激发态—Ryder态具有负的极化率。最近,复旦大学的孙鑫教授有指出有机共轭聚合物中的双激子态同样可以具有反向极化的特征,并对其机制和可能的应用作了较深刻的物理分析。要理解物质中反向极化的现象,我们必须从量子力学的角度来分析。在经典物理中,电子在任何时刻都有一个特定的位置,电场力直接作用上并使其运动。这意味着电子的运动由电场决定。而在量子力学中,电子态由波函数来描述,波函数是描述分子哈密顿的本征态,极化是电场引起的波函数的变化。反向极化是高分子聚合物中的新现象,固态聚合物材料中链间耦合对双激子态反向极化具有较大的影响,通过增加聚合物分子之间的聚合度可大幅提高双激子态的反向极化特性;通过对带电低聚物分子进行单光子激发获得了反向极化,从而使反向极化的实现降低了难度。我们发现:带电低聚物分子中的反向极化行为与分子尺寸是密切相关的,低聚物分子只有在一定尺寸范围内才能保持反向极化的特征,而且存在临界共轭长度,在此处体系的反向极化具有最大值。尽管在电子相互作用不是很强时,体系的反向极化始终是存在的。另外,我们还指出带电低聚物分子的反向极化随电场的变化呈现明显的非线性行为。最后,我们通过讨论链间耦合作用和简并破缺参数对此体系反向极化的影响提出建议,实验中可以通过带电低聚物分子的单光子激发实现反向极化,然而实验最好选取固态材料的样品,并且尽量降低材料中低聚物分子的紧闭作用。同主题文章[1].    '[J]..(06)    [2].    '[J]..(01)    [3].    ,李树仁