Estudio teórico del ordenamiento molecular, paracristalinidad y movilidad de carga de los oligómeros en diferentes...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Química computacional es la química computacional.
• Electrónica orgánica y electrónica orgánica.

Sus antecedentes:

• Comprender el ordenamiento molecular y el transporte de carga es crucial para el diseño de semiconductores orgánicos.
• Los oligómeros conjugados son materiales clave para los dispositivos electrónicos orgánicos.

Objetivo del estudio:

• Para investigar computacionalmente el ordenamiento molecular y el transporte de carga en 22 oligómeros conjugados.
• Para evaluar el impacto de diferentes niveles de desorden en las predicciones de transporte de carga.
• Desarrollar un método fiable para calcular la movilidad del agujero en semiconductores orgánicos cristalinos y de película delgada.

Principales métodos:

• Simulaciones de dinámica molecular (DM) para equilibrar las morfologías de los cristales.
• Cálculo del parámetro de orden paracristalino (g) para cuantificar el orden estructural.
• Simulaciones cinéticas de Monte Carlo utilizando la teoría de Marcus para las tasas de transferencia de carga.
• Comparación de tres modelos teóricos con trastornos variables (cristal perfecto, trastorno térmico, trastorno térmico + energético).

Principales resultados:

• El modelo de cristal perfecto predice con precisión la movilidad del agujero para semiconductores orgánicos cristalinos ordenados.
• Para las morfologías de película delgada con orden de corto alcance, la incorporación de trastornos tanto térmicos como energéticos es esencial para cálculos precisos de movilidad de agujero.
• Se introdujo una función de error para validar los valores computados contra las movilidades de agujero experimentales.

Conclusiones:

• La elección del modelo teórico tiene un impacto significativo en la precisión de las predicciones de transporte de carga.
• El modelado preciso del desorden es fundamental para comprender el transporte de cargas en morfologías de semiconductores orgánicos menos ordenados.
• Este estudio proporciona información sobre la interacción entre la estructura molecular, el desorden y las propiedades de transporte de carga.