美加州大学戴维斯与德马普聚合物所建模有望加速有机半导体设计

美国加州大学戴维斯分校（University of California, Davis）与德国马克斯·普朗克聚合物研究所（Max Planck Institute for Polymer Research）的研究人员开发出一种新的计算建模框架，可能帮助化学工程师快速识别和优化适用于有机发光二极管（OLED）及柔性电子的有机半导体材料。

有机半导体的电荷传输受分子结构和电子行为影响，传统建模方法通常将相同电子属性赋予一整类原子。新开发的模型考察单个原子周围的局部环境，并模拟原子与周围环境相互作用时分子极化的变化，研究团队报告称其准确度高于传统方法。

该模型还能模拟分子的中性、带电和激发态，便于研究人员考察与电子设备运行相关的条件。与机器学习相结合，框架可在新分子合成前预测其性质，从而可能减少需要实验生产和测试的材料数量。

这一框架由加州大学戴维斯分校化学工程博士生Toulik Maitra在马克斯·普朗克聚合物研究所为期六个月的交流期间开发。他目前正将相关建模技术应用于OLED有机半导体材料的研究，包括热激活延迟荧光（TADF）发射体和高迁移率分子。

这项工作可能帮助研究人员探索可替代依赖铱、铂等稀有金属的OLED材料的有机方案。TADF材料可利用有机分子实现相当的性能。

研究早期版本已发布在arXiv平台，国际团队正在准备同行评审。下一步计划包括继续将建模方法应用于有机半导体研究，并扩展至器件性能与振动分析等领域。