聚二乙炔电子特性研究

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1、第21卷第2期原子与分子物理学报Vol.21，№.22004年4月JOURNALOFATOMICANDMOLECULARPHYSICSApr.，2004文章编号：1000-0364（2004）02-0285-06聚二乙炔电子特性研究✷杨慧（贵州省毕节师专物理系，毕节551700）摘要：将聚二乙炔主链简化为有限的一维复式碳原子链，利用紧束缚近似，在周期性和非周期性边界条件下，考虑π电子在最近邻的跳跃，计算和分析了不同数目聚二乙炔单体聚合而成的有限一维原子链的能谱和态密度，揭示了聚二乙炔电子结构的基本特点。关键

2、词：紧束缚近似；聚二乙炔；电子特性；态密度中图分类号：O481文献标识码：AAstudyoftheelectronicpropertiesofpolydiacetylenesYANGHui（DepartmentofPhysics，BijieTeachersCollege，Bijie，Guizhou551700，P.R.China）Abstract：Sincethecarbonatomsonthepolydiacetyleneschainareconnectedwiththesinglebond，double

3、andtriplebond，weassumethatthepolydiacetyleneschainmaybesimplifiedastheone-dimensionalfinitecompoundlatticemodel.Byusingthetight-bindingapproximationandconsideringthenearest-neighborhoppingofπelectron，theenergyspectraanddensityofstatesarecalculatedforthismo

4、delwiththelatticenumberfrom12to70undertheperiodicandaperiodicboundaryconditions.Theresultsundertwokindsofboundaryconditionsarecompared.Theeffectsofthechainlengthandhoppingparametersonthebandwidthandenergygaparediscussed.Inaddition，someoftheelectronicproper

5、tiesofpolydiacetylenesareprimarilyrevealed.Keywords：Tight-bindingapproximation；Polydiacetylenes；Electronicproperty；Densityofstates1引言用有机和无机导电聚合物、生物聚合物、电荷转移盐、有机金属和其它分子材料，开创出用于信息和共轭高分子聚合物作为高科技功能材料，具有微电子学的新型器件。分子导线是分子器件与外广阔的应用前景和重要的理论研究价值，它不仅为界相连的桥梁，与金属导线或半导体

6、相比，在分子光电功能材料提供了新的候选材料，同时也为设计导线中，除了电子和空穴外，还存在孤子、极化子等响应快、容量大的记忆和存储器件材料开辟了新的途径。例如，二十世纪七、八十年代就设想并取得信息载流子。分子电子学中讨论的体系是由单-多初步实验结果的分子器件［1，2］，是一种在分子尺寸键交替组成的共轭高分子聚合物，研究多集中于聚上具有特定功能的超微型器件，其研究目的在于采乙炔、聚二乙炔、聚苯胺、聚苯乙炔、聚噻吩以及它✷收稿日期：2003-10-09作者简介：杨慧（1966-），男，贵州毕节人。贵州省毕节师专副

7、教授，硕士。主要从事低维凝聚态物理方面研究。通讯地址：贵州省毕节师专物理系（551700），电话：0857-8307004，手机：13017069690。E-mail：gzbj。-yanghui@sina.com286原子与分子物理学报2004年们的衍生物。聚乙炔作为其中一种结构最为简单、将（1）式对角化即是求如下久期方程导电性能奇特的材料，受到人们广泛的重视并取得N丰硕的研究成果［3~19］。而作为非简并基态共轭高∑cj（Hkj-Eδkj）E0（2）jE1分子聚合物中的聚二乙炔，有关研究的文献报道远（2）

8、式中的哈密顿矩阵元HkjEtkj。由数值方法可远比不上聚乙炔丰富，事实上，聚二乙炔由于具有求特征值E及特征矢｛c｝。j下述一些性质成为信息载流子研究方面非常有吸DOS随能量的分布曲线用δ函数表示引力的模型体系［20］：①平面型聚合物主链完全共轭；②电子基态结构是非简并的；③聚合物的共轭p（E）E2∑giδ（E-Ei）（3）i长度达上千个重复单元的量级；④能够得到宏观的（E）表示态密度，因子2表示每一能量状态的两p