Understanding Charge Transfer in Donor-Acceptor/Metal Systems: A Combined Theoretical and Experimental Study
我们开发了一个有效的潜在的方法来评估一个二维的施主-受主/金属网络内的核心水平的变化的基础上的电荷流。为此，我们进行了密度泛函理论（DFT）计算和X射线光电子能谱（XPS）测量的核心水平的变化为三个不同的单层吸附在银基板上。具体而言，我们考虑了全氟并五苯（PFP），铜酞菁（CuPc）和它们的1：1混合物（PFP+CuPc）吸附在Ag（111）上。
2013-08-24 cond-mat.mtrl-sci
Substituent-level Tuning of Frontier Orbital Energy Levels in Phthalocyanine/C60 Donor-Acceptor Charge Transfer Pairs
我们已经计算了几个低洼的电荷转移（CT）激发态能量的四个非共价结合的二联体组成的磺化锌酞菁耦合到C60。我们的研究结果表明，二-和三磺化系统产生的CT态的最低能量的激发态的系统。与此相反，四磺化ZnPc系统的能量重排导致局部激发低于CT状态的能量，显示可能的失活途径阻碍电荷分离。由于几个不同的供体-受体的相对取向可能共存于有机异质结，我们比较了几个低躺CT状态的端部上的几何形状的二磺化系统，其共面取向对应的能量。计算出的CT激发能对于端对取向比共面结构大~1.5 eV，这主要是由于从共面到端对取向的激子结合能的大幅降低。此外，相对供体-受体取向的变化比供体-受体距离的变化对CT能量有更大的影响。TDDFT计算上的各种磺化酞菁锌供体分子显示出一个显着的分裂的Q-带的四个供体系统中只有一个。我们目前的计算，与以前的实验研究一致，表明化学官能团的系统变化是一个很有前途的途径，为各种物理性质的有机半导体的取代基水平调谐。
2013-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Donor and acceptor levels of organic photovoltaic compounds from first principles
准确有效地预测有机半导体化合物的光学性质可以加速寻找高效的有机光伏材料。然而，传统的第一性原理计算的不准确性或计算成本一直困扰着有机半导体的光学性质的预测。在这项工作中，我们证明了基于Koopmans条件的轨道依赖密度泛函理论[Phys.Rev.B82，115121（2010）]适合于描述各种有机分子，簇和低聚物的供体和受体能级，相对于实验，这是可比的预测性能的多体微扰理论方法的计算成本的一小部分。
2012-12-07 cond-mat.mtrl-sci
Phosphorescence and donor-acceptor pair recombination in laboratory-grown diamonds
本研究结合时间分辨光激发与光谱表征，揭示HPHT培育钻石蓝绿色长寿命磷光源于N_S^0…B_S^0施主-受主对，并阐明浅能级N_S^-的关键重置作用。
2023-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Properties of Interfaces between N-Heterotriangulene Donors and Strong Tetracyanoquinodimethane Acceptors
本研究利用高分辨电子能量损失谱和量子化学计算，研究了N-杂三角烯供体与强TCNQ受体界面的电子性质，识别出低能电荷转移态并排除了基态CT复合物，提出激发态CT机制。
2024-03-14 cond-mat.mtrl-sci
Interacting donor-acceptor pairs as the origin of coupled spin-optical signals in hexagonal boron nitride
Beijing Computational Science Research Center（北京计算科学研究中心）；School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学物理学院）
研究揭示了六方氮化硼中耦合自旋-光学信号的微观起源，表明供体-受体对的相互作用而非孤立缺陷是关键因素，并提出了设计宽禁带半导体中自旋活性量子发射体的原则。
2026-05-20 cond-mat.mtrl-sci
Coexistence of Donor and Acceptor Hydrogen States in n-Type InN
Basic Research Laboratories, NTT, Inc.（日本电信电话株式会社基础实验室）
利用硬X射线光电子能谱研究InN薄膜，发现氢在n型InN中同时存在施主和受主态，揭示了氢的两性行为及其对载流子补偿的微观机制。
2026-11-06 cond-mat.mtrl-sci
Simulation of Interdiffusion in Between Compartments Having Heterogenously Distributed Donors and Acceptors
通过将供体和受体引入立方体的相邻隔室中来模拟胶乳膜形成的最后阶段。均匀和/或异质供体-受体分布被选择用于不同类型的模拟。这些立方体内的施主和受主的相互扩散是使用Monte-Carlo技术产生的。通过直接能量转移（DET）模拟了几个相互扩散步骤的施主强度I（t）的衰减。将高斯噪声添加到I（t）曲线以获得更真实的衰减曲线。I（t）衰减曲线拟合的唯象方程计算的分数混合在每个相互扩散步骤。讨论了Fickian扩散模型在非均匀和均匀施主-受主分布情况下对乳胶膜形成的可靠性。
2003-06-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Conduction electrons in acceptor-doped GaAs/GaAlAs heterostructures: a review
我们回顾了GaAs/GaAlAs异质结构中的磁光和磁输运效应，在GaAs量子阱中掺杂GaAlAs势垒与施主，提供二维电子气，并在2DEG附近另外掺杂少量的受主（主要是Be原子）。也可以处理残余受体（主要是C原子）。这种系统在磁场存在下的行为明显不同于在2DEG附近掺杂施主的那些。
2016-04-24 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring Charge Donor-Acceptor Interaction in CsPbBr3 Perovskite Nanocrystals through Ligand Exchange
本研究通过配体交换将CsPbBr3钙钛矿纳米晶的长链油胺替换为短链丁胺，探究其与TiO2的给体-受体相互作用，发现配体链长调控了溶液和薄膜体系中的电荷相互作用与猝灭行为。
2024-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Chemical design rules for non-fullerene acceptors in organic solar cells
自从非富勒烯受体（NFA）的开发以来，有机太阳能电池的效率几乎翻了一番。然而，仍然需要供体-NFA组合的通用化学设计规则。这些规则是通过分析施主-受主界面处的不均匀静电场而提出的。结果表明，受体-供体-受体分子结构，和平行于界面的分子排列，导致能级弯曲，使电荷转移态不稳定，从而促进其解离成自由电荷。通过分析一系列的PCE 10：NFA太阳能电池，与NFA包括Y 6，IEICO，和ITIC，以及它们的卤化衍生物，它表明，约75德拜A的分子四极矩平衡的损失，在开路电压和电荷产生效率的增益。
2022-01-27 cond-mat.mtrl-sci
Exciton Dissociation Dynamics in Model Donor-Acceptor Polymer Heterojunctions: I. Energetics and Spectra
在本文中，我们考虑的基本电子激发态的平行链的半导体聚合物，目前正在探索的光伏和发光二极管的应用。特别是，我们专注于各种II型供体-受体异质结，并探讨激子结合能之间的关系，在确定一个特定的II型异质结材料的器件特性的带偏移。作为一般规则，当激子结合能大于异质结处的能带偏移时，激子将保持最低能量激发态，并且结将形成有效的发光二极管。另一方面，如果偏移大于激子结合能，则电子或空穴可以从一个链转移到另一个链。在这里，我们使用一个双带激子来预测模型聚合物异质结的电子振动吸收和发射光谱。我们的研究结果强调了振动弛豫的作用，并表明在某些情况下，系统间的交叉可能会在形成光激发后的电荷转移态中发挥一定的作用。
2005-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Phase behavior and electrical transport in DBTTF-HATCN donor-acceptor mixtures
Department of Physics, Humboldt-Universit\"at zu Berlin, Berlin, Germany
DBTTF-HATCN混合物的相行为和电输运特性研究，揭示了其电子结构对电荷传输的影响及材料设计的潜力。
2026-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Exciton dissociation at donor-acceptor polymer heterojunctions: quantum nonadiabatic dynamics and effective-mode analysis
阐明了TFB：F8 BT聚合物异质结中光致亚皮秒激子解离和电荷分离态形成的量子动力学机制。该分析是基于一个两状态的振动耦合哈密顿量，包括一个明确的24模式表示的声子浴，包括高频（C $=$ C拉伸）和低频（扭转）模式。初始弛豫行为的特征在于相干振荡，以及通过扩展的非绝热耦合区域的衰减。该区域位于圆锥相交超曲面附近。分析的一个中心成分是一种新的有效模式表示，它突出了低频模式中的非绝热动力学的作用。量子动力学模拟使用多组态含时Hartree（MCTDH）方法进行。
2006-10-27 cond-mat.mtrl-sci
An effective Hamiltonian approach for Donor-Bridge-Acceptor electronic transitions: Exploring the role of bath memory
在这里，我们提出了一个正式的精确模型之间的初始（供体）和最终（受体）的状态连接的中间（桥）状态的电子跃迁。我们的模型采用了一套共同的振动模式，耦合到施主，桥，和受体状态，并作为一个耗散浴，破坏施主和受体之间的量子相干性。以记忆时间的浴作为一个自由参数，我们计算了一个启发式的3-状态/2模式的哈密顿系统参数化，代表在一个典型的有机光伏系统的能量和耦合的跃迁率。我们的结果表明，如果浴的记忆时间是10-100 fs的数量级，则两态动力学（即，非相干跳变）模型将严重低估整体跃迁速率。
2016-03-25 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Donor-acceptor co-adsorption ratio controls structure and electronic properties of two-dimensional alkali-organic networks on Ag(100)
结合实验和理论，详细研究了供电子碱金属原子和电子受体分子TCNQ（7，7，8，8-tetracyanoquinodimethane）在Ag（100）表面的共吸附效应.几个共吸附相，其特征在于通过扫描隧道显微镜，低能电子衍射，和软X-射线光电子能谱学。定量的结构数据，获得了使用垂直入射X射线驻波（NIXSW）测量和比较的结果，密度泛函理论（DFT）计算，使用几种不同的方法的色散校正。一般来说，理论和实验之间取得了良好的协议的定量结构，虽然预测的碱金属原子的高度是具有挑战性的一些方法。吸附结构敏感地依赖于分子-金属电荷转移和长程色散力的相互作用，这是由碱金属原子和TCNQ之间的组成比控制。K和Cs之间的原子大小的巨大差异对稳定性的影响可以忽略不计，而将K：TCNQ的比率从1：4增加到1：1导致分子-金属相互作用强度减弱，有利于二维碱-有机网络内的更强的离子键。预测功函数对碱供体-TCNQ受体共吸附比的强烈依赖性。
2023-01-15 cond-mat.mtrl-sci
Acceptor and compensating donor doping of single crystalline SnO (001) films grown by molecular beam epitaxy and its perspectives for optoelectronics and gas-sensing
本研究通过分子束外延技术生长掺杂SnO薄膜，发现Ga作为受主提高空穴浓度，La作为补偿施主导致半绝缘，为光电子和气敏应用提供了空穴浓度控制途径。
2022-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Acceptor and donor impurity levels in hexagonal-diamond silicon
本文利用从头算DFT模拟系统研究了2H-Si中p型和n型替位掺杂的杂质能级，发现受主在2H-Si中形成能更低且跃迁能级更浅，而施主更倾向立方相，并基于能带偏移模型证明空穴可稳定2H-Si相。
2024-10-21 cond-mat.mtrl-sci
Combined impact of entropy and carrier delocalization on charge transfer exciton dissociation at the donor-acceptor interface
已经提出了几种电荷转移激子（CTE）模型来解释其在施主-受主（DA）界面处的解离。然而，其背后的物理原理仍在争论之中。在这里，我们推导出温度（$T$）依赖的紧束缚模型的电子空穴对在DA界面。主要发现是在临界$T$处存在定域-离域转变，这可以解释CTE解离。本研究强调了熵（有限- $T$）和载流子离域在CTE解离中的组合效应。
2016-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
PLQ-Sim: A Computational Tool for Simulating Photoluminescence Quenching Dynamics in Organic Donor/Acceptor Blends
PLQ-Sim是一款用户友好的免费软件，通过动力学模型计算D/A共混物的转移速率，模拟有机半导体界面的光致发光猝灭动力学，为有机光伏和光热器件的光物理过程研究提供重要信息。
2023-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Donors, Acceptors, and a Bit of Aromatics: Electronic Interactions of Molecular Adsorbates on hBN and MoS$_2$ Monolayers
为下一代光电应用设计低维有机-无机界面需要深入了解这些系统中电子相互作用的微观机制。在这项工作中，我们提出了一个第一性原理研究的基础上密度泛函理论检查的结构，能量和电子性质的五个分子供体和受体吸附在独立的六方氮化硼（hBN）和二硫化钼（MoS $_2$）单分子膜。所有考虑的异质结构是稳定的，由于分散相互作用的关键贡献，这是最大化的物理吸附的分子在两个基板上的整体平面排列。混合系统的水平对齐取决于组成部分的特征。在hBN上，I型和II型异质结构都可以形成，这取决于前线轨道相对于真空能级的相对能量。另一方面，所有基于MoS $_2$的混合系统都表现出II型能级排列，分子前沿轨道位于半导体的能隙之间。杂化材料的电子结构进一步由界面偶极矩的形成以及有机和无机组分之间的波函数杂化决定。这些结果为设计具有光电子学特性的新型低维杂化材料提供了重要依据。
2022-04-06 cond-mat.mtrl-sci
A combined diffusion/rate equation model to describe charge generation in phase-separated donor-acceptor blends
本文提出结合激子扩散与基于Marcus理论的速率方程的分析模型，揭示低偏移给体-受体共混物中电荷产生由激子扩散与空穴转移动力学共同决定，并估算PM6:Y6共混物中Y6域尺寸为25nm。
2024-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Effect of co-doping of donor and acceptor impurities in the ferromagnetic semiconductor Zn1-xCrxTe studied by soft x-ray magnetic circular dichroism
我们对稀释铁磁半导体Zn $_{1-\textit{x}}$ Cr $_\textit{x}$ Te分别掺杂碘（I）或氮（N）（对应于电子或空穴掺杂）进行了X射线吸收光谱（XAS）和X射线磁性圆二色性（XMCD）研究。从XAS光谱中Cr $2p$吸收峰的形状可以得出结论，未掺杂、I掺杂和轻度N掺杂样品中的Cr离子是二价的（Cr $^{2+}$），而Cr $^{2+}$和三价的（Cr $^{3+}$）在重度N掺杂样品中共存。这一结果表明，掺杂的氮原子作为受体，但掺杂的空穴位于铬离子。在Cr $2p$吸收边处的XMCD信号的磁场依赖性中，在未掺杂、I掺杂和轻N掺杂的样品中观察到铁磁性行为，而在重N掺杂的样品中铁磁性被显著抑制，这与磁化强度测量的结果一致。
2011-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Numbers of donors and acceptors from transport measurements in graphene
提出了一种方法来分别确定带正电荷和带负电荷的杂质，限制在石墨烯单层的流动性的表面密度。该方法是基于传输截面的精确结果，根据该结果，无质量载流子被吸引到带电杂质时比被排斥时散射得更强烈。
2007-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring the Electronic Properties of Monoclinic (InxAl1-x)2O3 Alloys via Substitutional Donors and Acceptors
该研究采用密度泛函理论与HSE06泛函，对(InxAl1-x)2O3合金的多种施主、受主掺杂性质开展原子尺度模拟，发现Hf、Zr是优异备选施主，Mg等受主可补偿n型掺杂以制备半绝缘层。
2025-10-06 cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Description of Charge Transfer in Donor-Acceptor Compounds from Self-Consistent Many-Body Perturbation Theory
我们采用混合密度泛函理论和GW近似在微扰水平（G 0 W 0）和全自洽水平（sc-GW）研究了原型分子给体-受体化合物中的电荷转移。对于这里考虑的系统，没有电荷转移应预期在大分子间的分离，根据光电发射实验和精确的量子化学计算。混合交换相关泛函再现这一特征的能力关键取决于精确交换$α$的分数，因为对于小的$α$值，在供体和受体之间观察到虚假的分数电荷转移。基于混合DFT的G 0 W 0对所有$α$值都能得到前线轨道的正确排列。然而，G 0 W 0没有能力改变系统的基态性质，因为它的微扰性质。因此，对于小的$α$值，供体-受体化合物中的电子密度仍然不正确。在sc-GW中，其中格林函数是从戴森方程的迭代解中获得的，电子密度被更新并且反映了GW水平处的水平对准的正确描述，这表明了自洽多体方法对于描述供体-受体系统中的基态和激发态性质的重要性。
2014-09-22 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Quasiparticles and Band Transport in Organized Nanostructures of Donor-Acceptor Copolymers
有机半导体器件的性能与自组装分子和聚合物的高度有序纳米结构有关。本文采用多体微扰理论研究了体相聚合物的激发态。我们发现，在聚合物支架受体引入了一个，迄今未被识别的，导电杂质带。供体单元被共轭带包围，这些共轭带仅被受体的存在轻度扰动。沿着聚合物轴，共聚物链之间的相互作用阻碍了有效的能带传输，然而，这是强烈增强跨单个链。我们发现空穴在$π-π$堆叠中传输最有效，而杂质带中的电子遵循边到边的方向。该共聚物表现出的区域具有反转的传输极性，其中电子和空穴被有效地传输在相互正交的方向。
2020-05-30 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Resonant hot charge-transfer excitations in fullerene-porphyrin complexes: a many-body Bethe-Salpeter study
我们在多体格林函数GW和Bethe-Salpeter方法中研究了四苯基锌卟啉和C70富勒烯给体-受体复合物的中性单重态激发。最低的跃迁是供体和受体之间的电荷转移激发，其能量与最近的约束密度泛函理论计算非常一致。除了最低的电荷转移状态，其中的能量可以确定与简单的静电模型，我们验证，Bethe-Salpeter方法提供了完整的激发光谱。我们的证据存在的热电子空穴状态，这是共振的能量与最低的供体分子内激发，并显示出混合分子内和电荷转移的字符，有利于向电荷分离的过渡。这些研究结果支持最近提出的方案，通过离域热电荷转移态在供体-受体界面的电荷分离。
2013-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced polarization switching characteristics of HfO2 ultrathin films via acceptor-donor co-doping
针对HfO2基铁电材料极化翻转速度慢的问题，提出受主-施主共掺杂策略，在La3+-Ta5+共掺杂HfO2超薄膜中实现了显著增强的铁电性和目前最快的翻转速度，3nm厚薄膜仍保持稳定电学特性，为调控HfO2铁电性能提供新途径。
2024-03-08 cond-mat.mtrl-sci
Isotopic Effect and Temperature Dependent Intramolecular Excitation Energy Transfer in a Model Donor-Acceptor Dyad
在这里，我们认为非绝热能量转移动力学模型的双发色团系统组成的一个连接到一个梯形聚（对苯撑）低聚物的苝二酰亚胺单元。从一个模型的电子/声子哈密顿量的半经验参数化，我们计算的黄金法则的能量转移率从LPPP 5供体的PDI受体。结果表明，C-H键的面外摆动模式对体系的Franck Condon因子贡献很小，但对体系的非绝热传递有促进作用.我们还预测了动力学同位素效应的$k^{(H)}/k^{(D)} = 1.7 - 2.5$取决于温度。
2010-05-20 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Molecularly Resolved Electronic Landscapes of Differing Acceptor-Donor Interface Geometries
有机半导体是一类有前途的材料，用于许多电子和光电应用，包括太阳能电池。然而，这些材料倾向于对局部环境和周围分子几何形状极其敏感，导致对器件功能至关重要的边界和界面附近的能级不同于本体的那些能级。扫描隧道显微镜和光谱学（STM/STS）有能力在分子和亚分子尺度上检查这些界面的结构和电子性质。在这里，我们调查的原型受体/供体系统PTCDA/CuPc使用亚分子分辨像素的STS，以证明在原型太阳能电池材料的界面几何形状的微妙变化的重要性。PTCDA和CuPc依次沉积在NaCl双层上，以产生与底层衬底去耦的横向异质结。观察到供体和受体状态向相反方向移动，表明两者之间的平衡电荷转移。与相同表面上的孤立分子相比，带隙能的变窄指示局部介电环境的影响。此外，我们发现受体和供体的电子态能量强烈依赖于两个分子在较大的集群中的比例和定位。界面受体和供体的电子状态的这种分子尺度结构依赖性对于器件设计具有重要意义，其中水平对准与器件性能强烈相关。
2023-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Efficient purely organic phosphorescent emitters for programmable luminescent tags: from building blocks to donor-acceptor-donor structures
Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）；PRUUVE GmbH（PRUUVE有限公司）
本文研究了纯有机室温磷光（RTP）发射体的设计，通过系统探索供体-受体和供体-受体-供体有机磷光发射体在对称和非对称结构中的设计空间，发现供体单元对发射特性有显著影响，同时受体单元对磷光量子产率有重要影响，从而为可编程发光标签的开发提供了新的方法和见解。
2026-05-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.chem-ph
Asymmetric currents in a donor (D)-bridge (B)-acceptor (A) single molecule - revisit of the Aviram-Ratner diode
用密度泛函理论结合Landauer-Büttiker方法研究了单分子中供体（D）-桥（B）-受体（A）的量子输运.观察到对相反偏压的不对称电响应，导致电流的显著整流。分子中取代基侧基诱导的固有偶极矩导致系统在正向/反向施加电势下的增强/降低的极化，从而在偏压下电荷分布和电子电流的不对称性。在正向偏压下，D和A前沿轨道之间的能隙闭合，电流迅速增加;而在反向偏压下，D-A能隙加宽，电流保持较小。
2008-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Shifting donor-acceptor photoluminescence in N-doped ZnO
我们在晶格匹配的ScAlMgO $_4$衬底上用两种外延方法生长了掺氮ZnO薄膜。我们测量了两种ZnO：N薄膜在施主-受主对跃迁区的光致发光（PL）。用涨落模型分析了激发强度对PL峰位移的影响，证明了我们观察到的生长技术依赖性是由带电杂质分布的不均匀性引起的。结果发现，尽管氮浓度相似，但用显示更好的电性能的工艺制备的样品中的不均匀性显著更小。计算了受体的活化能为$\approx 170$ meV，与氮浓度无关。
2006-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Native defects and their complexes in spinel LiGa5O8: the puzzle of p-type doping
通过第一性原理计算LiGa5O8的原生缺陷及复合物，发现基于Li空位的受主缺陷仍不够浅，主导施主缺陷使费米能级被钉扎在带隙深处，无法解释其p型掺杂现象。
2024-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Current-voltage characteristics in donor-acceptor systems: Implications of a spatially varying electric field
我们研究了一种分子器件的输运性质，该器件由供体和受体部分组成，位于两侧的两个电极之间。该设备被认为是一维的不同的现场能量和非平衡性质的计算使用Landauer的形式主义。电流-电压特性被发现是不对称的尖锐的负微分电阻在一个临界偏置一侧和非常小的电流在另一侧。负折射率的产生主要是由于偏置驱动的电子结构从一种绝缘相到另一种绝缘相的变化，通过一个高度离域的导电相。我们的模型可以被认为是最简单的解释在许多分子器件中观察到的实验电流-电压特性。
2005-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Terahertz Time-Domain Spectroscopy and Density Functional Theory Analysis of Low-Frequency Vibrational Modes of a Benzoxazolium-Coumarin Donor-pi-Acceptor Chromophore
Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育研究学院加尔各答分校）；Sri Sathya Sai Institute of Higher Learning（斯里萨蒂亚赛高等学习研究所）；Indian Institute of Technology Gandhinagar（甘地纳加尔印度理工学院）
通过太赫兹时域光谱与密度泛函理论分析，研究了BCO+供体-π-受体色心的低频振动模式，揭示其与分子内电荷转移相关的核运动关系。
2025-12-14 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
First-principles Study of the Interactions of Electron Donor and Acceptor Molecules with Phosphorene
采用密度泛函理论研究了两种有机分子（四氰基对苯醌二甲烷（TCNQ）为电子受体，四硫杂富瓦烯（TTF）为电子给体）对单层磷烯的功能化. TCNQ分子在靠近价带边的磷烯带隙中引入浅受主态，使掺杂体系成为p型半导体。然而，当TTF分子被吸附在磷烯上时，引入到带隙中的占据分子态是深施主态，使得不能实现用于传输的有效n掺杂。这种不利的情况可以通过施加垂直于磷烯表面的外电场来改善，该外电场的方向是从磷烯到TTF分子，在该外电场下，TTF引入的施主态移动到更靠近磷烯的导带边（CBE），然后TTF掺杂的磷烯系统变成n型半导体。通过分子吸附对单层磷烯进行有效的双极性掺杂，特别是n型掺杂克服了其固有的p型掺杂倾向，这将为这种新型二维材料在纳米电子和光电子器件中的应用开辟新的途径。
2014-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
What Causes High Resistivity in CdTe
通过浅施主掺杂可以使CdTe半绝缘。这通常是为了在基于CdTe的辐射探测器中获得高电阻率。然而，人们普遍认为，CdTe的高电阻率是由于费米能级钉扎的原生深施主。基于浅施主对本征受主的补偿的模型基于以下假设而被排除：实际上不可能如此精确地控制浅施主掺杂水平，使得自由载流子密度可以被带到低于适合于辐射检测应用的期望值。在本文中，我们提出了我们的载流子统计和能量的浅施主和本征缺陷的碲化镉。我们的研究结果表明，浅施主可以用来可靠地获得高电阻率的碲化镉。由于辐射检测应用需要高电阻率和良好的载流子输运，因此通常应使用浅施主和浅受主进行载流子补偿，并避免作为有效载流子陷阱的深中心。
2012-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Inelastic Charge Transfer Dynamics in Donor-Bridge-Acceptor Systems Using Optimal Modes
我们提出了一种新的{ \em从头计算}方法计算分子内的电荷和能量转移率的基础上的投影算子计划，解析出特定的内部核运动，伴随着电子跃迁。我们的方法将电子和核自由度之间的耦合集中到少量的约简谐模式中，这些约简谐模式可以写成分子系统关于给定电子极小值的振动正常模式的线性组合。使用时间卷积主方程的方法，参数化的精确的量子化学方法，我们基准的方法对实验结果和预测从马库斯理论的三重态能量转移的一系列供体桥受体系统。我们发现，只使用一个单一的约化模式-称为“主”模式，得到一个准确的评价的黄金法则速率常数和洞察负责耦合的初始和最终的电子状态的核运动。我们证明了该方法的实用性，通过计算模型的供体-桥-受体复合物的非弹性电子跃迁速率，实验表明，其激子转移途径可以从根本上修改其振动模式的模式特异性红外激发。
2016-12-20 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Effects of interaction of electron donor and accepter molecules on the electronic structure of graphene
利用拉曼光谱研究了石墨烯与电子给体和受体分子相互作用的影响。随着四硫富瓦烯（TTF）浓度的增加，G带逐渐软化，TTF是电子供体，而带随着四氰基乙烯（TCNE）浓度的增加而变硬，TCNE是电子受体分子。TTF和TCNE都使G带展宽。2D带的位置也受到与TTF和TCNE相互作用的影响。2D带的强度随任一种的浓度显著降低。随着TTF和TCNE浓度的增加，2D和G带的强度比值减小。石墨烯的电阻率在与TTF和TCNE相互作用时沿相反方向变化。所有这些效应都是由于分子电荷转移而发生的，正如电子吸收光谱中电荷转移带的观察所证明的那样。
2008-08-23 cond-mat.mtrl-sci
CTRAMER: An open source software package for correlating interfacial charge transfer rate constants with donor acceptor geometries in organic photovoltaic materials
在本文中，我们提出了CTRAMER（电荷转移速率从分子动力学，电子结构和速率理论），一个开源的软件包计算界面电荷转移（CT）速率常数的有机光伏（OPV）材料的基础上从头计算和分子动力学模拟。该软件的基础上，确定从分子动力学模拟的供体-受体共混物的界面结构内的代表性的供体-受体几何形状和计算相应的费米黄金法则CT速率常数的框架内的线性化半经典近似。虽然所使用的方法是完善的，这些国家的最先进的想法从不同的学科研究光致CT之间的激发态和明确的环境的整合，在我们看来，使这个包独特和创新。该软件还提供了绘制其他感兴趣的观测值的工具。概述的功能和实施细节后，使用和性能的软件演示了一个例子OPV系统的结果。
2021-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-enhanced organic bulk heterojunction photovoltaic solar cells
最近，人们投入了大量精力来提高基于体异质结结构中供体和受体分子混合物的有机光伏太阳能电池的效率。有机光伏器件中的主要损失之一是极化子对在供体/受体域界面处的复合。在这里，我们提出了一种新的方法来抑制极化子对复合在施主/受主域界面，从而提高有机光伏太阳能电池的效率，通过掺杂的自旋1/2自由基galvinoxyl的器件有源层。在3wt%的最佳掺杂水平下，标准聚（3-己基噻吩）/1-（3-（甲氧基羰基）丙基）-1-1-苯基）（6，6）C61太阳能电池的效率提高了18%。提出了一种自旋翻转机制，并支持磁光电流测量，以及由密度泛函理论计算，其中极化子对复合率被抑制的自旋1/2自由基和带电受体之间的共振交换相互作用，转换极化子对自旋状态从单线态到三线态。
2013-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Donor and Acceptor Characteristics of Native Point Defects in GaN
氮化镓的半导体行为和光电响应由点缺陷过程控制，尽管经过多年的研究，但仍然知之甚少。描述主要带电缺陷的关键困难是确定相应缺陷能级的一致位置，这很难使用标准超级晶胞计算得出。在一个互补的方法，我们利用嵌入式集群的方法，提供了一个共同的零的静电势在所有的电荷状态的所有点缺陷的直接访问。带电缺陷极化的主机电介质材料与长程力，强烈影响的结果缺陷模拟;占的极化，我们耦合嵌入与混合量子力学/分子力学（QM/MM）的方法和调查的结构，形成和电离能，和平衡浓度的原生点缺陷在纤锌矿GaN在化学精确的混合密度泛函理论水平。N空位是GaN中最有利的原生缺陷，其有助于生长GaN的n型特征，但不是主要来源，这一结果与实验一致。我们的计算表明，没有本征点缺陷可以形成晶体稳定的受主态。GaN可以很容易地掺杂为n型，但是，在中等温度下的平衡条件下，受主掺杂剂将被N空位补偿，并且不会观察到显著的空穴浓度，这表明非平衡过程必须在p型GaN中占主导地位。我们确定在红外，可见光和紫外发光范围和互补光谱的原生缺陷的光谱签名。至关重要的是，我们计算了与电子和空穴束缚在扩散轨道相关的有效质量类态能级。
2019-05-03 cond-mat.mtrl-sci
Heitler-London model for acceptor-acceptor interactions in doped semiconductors
半导体中受体之间的相互作用通常以与供体之间的相互作用相同的方式定性地处理。受体波函数近似为类氢，受体-受体相互作用用标准氢分子Heitler-London模型描述。但由于价带简并和自旋轨道耦合，受体态可能比氢原子的态复杂得多，这使这种近似的有效性受到质疑。为了解决这个问题，我们开发了一个受体-受体Heitler-London模型，使用Baldereschi和Lipari提出的形式的单受体波函数，它更准确地捕获了受体态的物理特性。我们计算了由此产生的受体对能级，发现与氢分子的两级单重态-三重态分裂相反，一个丰富的十级能谱。我们的结果，计算作为一个函数的受体间的距离和自旋轨道耦合强度，表明受体-受体相互作用可以从本质上不同于施主-施主相互作用，因此应该是相关的控制两个量子位相互作用在受体为基础的量子位的实现，以及各种p-杂质半导体系统的磁性。通过将数值结果拟合到通过受体-受体哈伯德模型获得的闭合形式的能级表达式，得出了进一步的见解。
2017-09-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Exciton dissociation in organic solar cells: An embedded charge transfer state model
本文提出内嵌电荷转移态模型，研究有机太阳能电池给体-受体界面的激子解离，揭示复合类型、界面势和电子初始能量对量子效率及热/冷电荷转移态的影响，为优化光伏界面提供理论指导。
2024-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Donors and Deep Acceptors in $β$-Ga2O3
我们通过对用各种方法生长的样品的温变vanderPauw和霍尔效应测量研究了$β$ -Ga_2 O_3中Si，Ge浅施主和Fe，Mg深受主的性质，这些方法包括边缘限定薄膜馈电（EFG），直拉（CZ），分子束外延（MBE）和低压化学气相沉积（LPCVD）。通过同时，自洽拟合的温度依赖的载流子密度和迁移率，我们能够准确地估计的施主能量的Si和Ge为30毫电子伏的$β$ -Ga 2 O 3。此外，我们表明，我们测量的霍尔效应数据与Si和Ge作为典型的浅施主，而不是浅DX中心是一致的。Fe掺杂的$β$ -Ga 2 O 3的高温霍尔效应测量表明，即使Fe掺杂，材料仍保持弱n型，相对于Fe深受主的导带，受主能量为860 meV。Mg掺杂的Ga 2 O3的Van der Pauw测量表明活化能为1.1eV，如从依赖于温度的电导率确定的。
2018-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Hot Charge Transfer States and Charge Generation in Donor Acceptor Blends
在有机共混物中，激子分裂激发的振动正常模式与耦合到电荷跳跃的振动正常模式相同。因此，如果振动弛豫比电荷转移慢，则用于激子分裂的过量驱动力可以有助于电荷转移。一个模型的开发，考虑到这一点，因此解释了实验观察到的激子分裂和电荷产量的驱动力的关系，可以实现高电荷产量与所观察到的快速重组率。
2010-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Theoretical evidence for the semi-insulating character of AlN
我们提出了从头计算密度泛函计算的受体，施主，和本征缺陷的氮化铝，表明受体是更深（Be ~ 0.25eV，Mg_0.45eV），比GAN中的溶解度低;在与GAN的进一步差异中，非本征施主Si_Al和C_Al，而本征施主V_N（阴离子空位）较深（低于电导约1 ~ 3eV）。因此，我们预测，掺杂的AlN通常会变成半绝缘的通常实现的富铝条件下，与已知的掺杂困难的高x AlGaN合金。
1998-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Spin selective charge recombination in chiral donor-bridge-acceptor triads
在本文中，我们概述了一个物理动机的框架来描述手性系统中的自旋选择性重组过程，从中我们推导出自旋选择性反应算子的供体-桥-受体分子的重组反应，其中电子转移介导的手性和自旋轨道耦合。一般来说，复合过程只对单重态和三重态之间的自旋相干性有选择性，而对自旋极化一般没有选择性。我们发现，自旋极化选择性只出现在跳跃介导的电子转移。我们描述了如何有效的自旋极化选择性是一个结果的自旋极化产生瞬态的中间状态。复合过程也增强了电荷分离态的相干自旋动力学，这被发现对复合动力学有显着的影响，并破坏任何长寿命的自旋极化。虽然我们只考虑了一个简单的供体-桥-受体系统，我们在这里提出的框架可以直接扩展到描述更复杂的复杂系统中的自旋选择性复合过程。
2023-03-08 cond-mat.mtrl-sci physics.bio-ph physics.chem-ph
Donor-acceptor discrete optical emission in 2D perovskites
二维（2D）范德华纳米材料由于其优异的电学和光学性质而在纳米尺度的光子学和光电学应用中引起了相当大的关注。目前，属于这组纳米材料的2D钙钛矿被广泛研究用于广泛的光电应用。由于它们的激子性质，2D钙钛矿也是在室温下工作的光子学和非线性器件的有前途的材料。然而，当使用较薄的钙钛矿相时，强激子效应会降低光电流特性。在这项工作中，我们提出了坚实的实验证据的存在下，单施主-受主对的光学跃迁的二维铅卤化物钙钛矿，其特征在于亚meV线宽（$\simeq 120 μeV$）和长的衰减时间（5-8 ns）。微观光致发光的证据支持详细的光电发射测量和模型模拟。苯乙铵与甲铵阳离子的缔合，后者分子仅存在于具有较厚相$n \geq 2$的2D卤化物钙钛矿中，已被鉴定为供体-受体对形成的来源，对应于铅原子的置换及其被甲铵的置换。我们对2D卤化铅钙钛矿中离散施主-受主对（DAP）尖锐明亮的光学跃迁的开创性研究开辟了将DAP作为具有2D钙钛矿的新型光电子器件设计的载流子源的新途径，并将促进非线性量子技术中未来杰出特性的发展。
2022-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Donor-Acceptor Pairs in Wide-Bandgap Semiconductors for Quantum Technology Applications
本研究提出利用宽禁带半导体中施主-受主对的偶极-偶极耦合构建量子科学平台，通过DFT计算金刚石和SiC中DAPs的性质，发现SiC的Al-N对是实现长程光学可控相互作用的合适候选。
2024-01-30 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Theoretical investigation of non-Förster exciton transfer mechanisms in perylene diimide donor, phenylene bridge, and terrylene diimide acceptor systems
Nanjing University of Posts and Telecommunications（南京邮电大学）；Queens College, City University of New York（纽约市立学院）；Graduate Center, City University of New York（纽约市立大学研究生院）
本研究通过理论计算揭示了联苯二甲酸供体、联苯桥和联苯二甲酸受体系统中激子转移机制的非弗洛斯特效应，发现共同振动模式是导致偏离弗洛斯特理论的主要原因。
2026-01-08 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph quant-ph
The critical role of the donor polymer in the stability of high-performance non-fullerene acceptor organic solar cells
在非富勒烯电子受体（NFA）的快速发展的推动下，有机太阳能电池（OSC）的功率转换效率已经达到适合商业应用的水平。然而，高性能NFA OSC的运行稳定性差是必须解决的一个基本挑战。虽然以前的研究主要集中在NFA组件，我们认为在这里的供体和受体材料在基准PM 6：Y 6混合物的降解途径。在这里，我们表明，光浸泡大大增加了充满活力的无序和陷阱态密度在PM 6，与Y 6的影响不大。电子顺磁共振光谱证实了这一点，它揭示了通过光浸泡后PM 6上的捕获极化子增加复合。此外，对光浸泡样品的超快光谱研究表明，PM 6单重态激子在低于100 fs的时间尺度上迅速转化为链间极化子对;这个过程胜过电子转移到Y 6，显着降低了共混物的电荷产生产率。我们在母体聚合物PBDB-T中进行了类似的观察，表明迄今为止用于大多数高性能OSC的这类供体材料对光浸泡本质上是不稳定的。因此，我们揭示了供体聚合物可以是高效OSC系统中的另一个关键薄弱环节，其降解机制需要与NFA共同解决。
2021-12-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
