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有机半导体是有机光电子器件的核心组成部分,它在器件中常以无定形形式存在。目前无定形有机半导体中的载流子传输机理还很不完善,导致了分子设计和器件优化具有很大的盲目性。本论文从理论计算和实验两方面入手,系统研究了能量无序度对无定形有机半导体的载流子传输和电流特性的影响,并探索和发展了通过模拟和计算理解无定形小分子有机半导体的传输性质的方法。主要成果为:1.通过蒙特卡罗(MC)模拟和实验研究,探讨了能量无序度对无定形有机半导体中的载流子传输和电流特性的影响,对飞行时间(TOF)法、暗注入-空间电荷限制电流(DI-SCLC)法和空间电荷限制电流(SCLC)法的结果做了对比研究。空间电荷扰动(SCP)作用会导致电流形成向上的尖峰,使TOF测试的结果变小。由于载流子浓度和载流子前端高电场强度对传输的促进作用,在低温或高能量无序度下,DI-SCLC法得到的迁移率比TOF法的高。由于实验上注入势垒和陷阱难以避免,SCLC法得到的迁移率可能比TOF法的低。低浓度的过渡金属氧化物(TMO)掺杂会使迁移率降低,采用SCLC测试会导致对TMO掺杂体系的迁移率的高估。2.基于小分子有机半导体的晶体结构计算载流子迁移率。选取了四种常用的传输材料:N,N’-二苯基-N,N’-二(3-甲基苯基)-1,1’-联苯-4,4’-二胺(TPD)、N,N’-二苯基-N,N’-二(1-萘基)-1,1’-联苯-4,4’-二胺(NPB)、4,4’-N,N’-二咔唑基联苯(CBP)和4,7-二苯基邻菲咯啉(Bphen)作为研究对象。考虑了分子堆积以后,计算出的重组能变小了6%-31%,减小的幅度与环境对分子构象变化的影响程度直接相关。在此基础上,对晶体中的电荷转移通道进行了分析,利用Marcus方程计算了电荷转移速率,最后通过MC模拟和爱因斯坦关系计算了迁移率。计算得到的空穴和电子迁移率的比值与文献中报道的无定形薄膜的测试结果在一定程度上一致。3.探索和发展了计算无定形小分子有机半导体迁移率和电流特性的方法。结合波恩-奥本海默分子动力学(BOMD)、非绝热分子动力学(NAMD)、主方程方法和MC模拟计算了9,10-二(2-萘基)蒽(ADN)的迁移率、NPB的迁移率和电流特性。对于ADN,计算得到的迁移率与TOF测试结果的差别小于一个数量级。对于NPB一共计算了两个不同的结构,一个结构得到的迁移率与TOF测试结果的差别小于一个数量级。对于NPB,假设存在一定的注入势垒,计算得到的电流与文献中采用ReO3作为注入层的单空穴器件的结果符合较好。