近日，中國科學院大連化學物理研究所分子反應動力學國家重點實驗室韓克利研究員和鄧偉僑研究員等基于 堆積體系中電荷遷移理論方法的研究取得新進展，相關結果在日前出版的《自然實驗手冊》（Nature Protocols 2015, 10, 632–642）上發表，題為“Quantitative prediction of charge mobilities of -stacked systems by first-principles simulation”。

大連化物所電荷遷移理論方法研究取得新進展

  堆積體系在自然界中廣泛存在，比如有機半導體、液晶和DNA雙螺旋結構等。由于體系中存在較強的 - 耦合，因此體系中電荷遷移較為容易。利用這一特性， 堆積體系常應用于電子器件中，比如有機半導體晶體管，DNA分子導線等。不同于傳統的半導體體系，有機 堆積體系的電荷遷移服從躍遷機制，因而常規的半導體理論方法無法用于描述其電荷遷移行為。而且由于有機分子的多樣性，有機 堆積體系也種類繁多。如何從上百萬種可能中找到所需性能的有機 堆積體系是這個領域的關鍵問題。而一個能夠準確定量化預測有機 堆積體系電荷遷移的理論方法是解決這一關鍵問題的核心。 

　　2009年，該研究團隊提出一套理論方法，結合Marcus理論和量化計算，能夠較為準確預測有機半導體各相異性的載流子遷移率（J. Phys. Chem. B 2009, 113, 8614）。經過幾年發展，逐步完善了理論體系，預測了一系列有機半導體中電荷遷移的規律（Chem. Commun. 2010,46,5133; Phys. Chem. Chem. Phys., 2010, 12, 9267）?；谶@些前期工作，該成果提出進一步完善的理論方法，做到僅根據 堆積體系的晶體結構就能預測該體系的載流子遷移率，得到的預測結果與實驗結果有很好的吻合。這個成果為用計算機大規模篩選所需性能的 堆積體系打下堅實基礎。 

　　這項工作得到國家自然科學基金委，973計劃的大力支持。