聚合物材料PPV及PPyV光電性質的第一性原理研究

熊思景，鄭 廣，付云飛

（江漢大學 物理與信息工程學院，湖北 武漢 430056）

聚合物材料PPV及PPyV光電性質的第一性原理研究

熊思景，鄭 廣*，付云飛

（江漢大學 物理與信息工程學院，湖北 武漢 430056）

運用密度泛函理論平面波贗勢方法（PWP）和廣義梯度近似（GGA），研究了聚對苯乙烯（poly-paraphenylene vinylene，PPV）材料的結構、電學性質以及光學性質。分析其電子態(tài)分布與結構的關系，給出了聚合物PPV摻雜前后體系的態(tài)密度及能帶結構。在標準條件下，PPV單胞內的原子均在同一平面上，其結構常數(shù)如鍵長和鍵角與實驗及理論值符合較好。將PPV的一個C原子用N原子替代，即聚乙烯吡啶（PPyV），計算發(fā)現(xiàn)，其能帶圖與PPV材料相比有細微差別，相對于PPV，吸收譜的波形基本相同，而吸收峰明顯發(fā)生藍移。通過比較可知，研究所得結果與現(xiàn)有文獻相符。

PPV；PPyV；密度泛函理論（DFT）；電子結構

0 引言

聚對苯乙烯（poly-para-henylene vinylene，PPV）是一種共軛聚合物，首次由KANBE等［1］從锍鹽單體制得，但得到的聚合物純度低，聚合度低，制約了PPV材料的發(fā)展。1968年，WESSLING等發(fā)明了水溶性锍鹽前驅體法，并得到質量較好的產(chǎn)物，實現(xiàn)了對PPV的進一步研究。1990年劍橋大學BURROUGHES等［2］總結前人經(jīng)驗，首次報道了其電致發(fā)光性能，并用PPV薄膜制備了較高電導率的PPV并應用于LED發(fā)光器件。在實驗上，研究者已經(jīng)研究了半導體共軛結構的聚合物PPV的分離和結晶狀態(tài)以及電子性質，學者研究發(fā)現(xiàn)PPV制成的高質量薄膜能發(fā)出黃綠色熒光?；赑PV的衍生物可以被制成多種顏色的發(fā)光二極管［3］，這為聚合物LED電致發(fā)光的研究打開了新的局面，同時，有學者認為導電聚合物在熱電方向將有可觀的發(fā)展前景［4］?！?br>