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LAMMPS讲解74-LAMMPS实现小分子有机半导体的沉积研究背景

有机电子学的快速发展在电子工业中显示出了巨大的潜力,引起了学术界的极大关注。有机半导体在有机光伏器件(OPV)、有机发光二极管(OLED)、有机场效应晶体管(OFET)和有机生物电子学等领域的各种新应用,使有机半导体成为有机电子器件中最重要的功能元件。有机薄膜晶体管(OTFT)是一种用有机半导体制备的有机电子器件,广泛应用于有机传感器、存储器件和柔性电路等领域。在OTFT中(图1),有机半导体分子(DNTT)需要站在基底上,这就保证了有机半导体之间的p键方向垂直于表面。因此载流子(图1b中蓝色箭头)在有机半导体薄膜中水平传输,以获得最大载流子迁移率。由于有机半导体中载流子的输运具有高度的各向异性,因此有机半导体薄膜的分子堆积结构对有机电子学至关重要,我们可以理解为:较差的薄膜质量会导致载流子传输受阻(类比为路况极差的公路上汽车始终无法高速行驶)。

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1 a)有机薄膜晶体管(OTFT)示意图;(b)有序的DNTT层状薄膜示意图。

而实验中有机半导体薄膜的制备通常无法达到理想的情况,如图2所示,沉积在纯金(bare Au)上的并五苯(pentacene)分子会呈现细长的绳岛状,而不是我们希望得到的平铺在整个基底表面的均匀层状,研究人员发现在金表面加入自组装单分子层(SAMs)后,有机半导体分子会自发的站立在基底表面,这是我们理想的分子沉积结构,因此,我们使用分子动力学模拟了有机半导体在不同基底上沉积的情况。

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2 a)并五苯分子在纯金表面的绳岛状生长结构;(b)并五苯在SAMs修饰的金表面以直立形态的层状生长。

 

 

感谢鲍路瑶老师的分享,内容来自于鲍老师分享出来的资料

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本节作者Lethe同学,感谢他的贡献

 


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