外场作用下吡咯分子的物理性质研究

作者：张祥; 刘珂珂; 赵思宇; 庄玉伟; 李果果; 庞海岩; 李玉江; 刘清^*

来源：原子与分子物理学报, 2024, 41(05): 45-51.

DOI：10.19855/j.1000-0364.2024.051007

• 吡咯
• 外电场
• 密度泛函理论
• 前线轨道

吡咯分子是重要的有机半导体材料，适用于微电子和光电等多个领域，成功地引领了一场新的技术革命.本文基于密度泛函理论，使用B3LYP/6-311++g (d,p)方法研究了在0-0.03 a.u.的电场强度作用下，吡咯分子的物理特性变化规律.发现随着电场的增大，分子逐渐沿x轴方向被压缩，分子的偶极矩在减小，总能量在减小.分子的最高占据分子轨道能量基本保持不变，最低未占据分子轨道能量在不断地下降，致使分子的能带隙不断减小，无法保证能带隙的稳定性，从而降低了半导体材料的使用寿命.通过含时密度泛函计算可以发现:在不同的电场下，吡咯分子均出现两个紫外吸收峰，其中两个C=C双键的π-π*跃迁占主要贡献.但随着电场强度的增大，其在跃迁中的占比越来越小.考察在0.02 a.u.的电场下，紫外吸收峰主要由第6、11、13、15等激发态决定.这为更好地研究和设计半导体材料提供了良好的理论依据.

• 单位
  河南省科学院高新技术研究中心