陆振欢

摘要：运用密度泛函理论方法（DFT）对1-二甲胺基-5-氰基萘酰亚胺分子进行了气相中的计算研究。结果表明，在萘酰亚胺分子1、5位分别引入了给电子基团二甲胺基和吸电子基团氰基时，其空间立体构象出现一定扭曲，前线轨道电子云分布出现不对称结构，最低电子占据空轨道（LUM0）分布比较均匀，但是最高电子占据轨道（HOMO）分布出现了不对称的结构；能级为HOMO=-6.30eV，LUMO=-3.41eV，带隙△Bgap=2.89eY，具有在太阳能电池领域应用的前景。由此，为新型萘酰亚胺分子的设计提供了理论基础。

关键词：萘酰亚胺，密度泛函理论，分子结构优化，能级分布

中图分类号06 文献标识码A 文章编号2095-6363（2016）06-0017-02

1，4，5，8-萘酰亚胺（NDIs，以下简称萘酰亚胺），是一种具有刚性平面和大π-π电子共轭结构的有机半导体分子。其具有具有优良的光、热稳定性，在紫外区具有很好的吸收，其LUMO能级比较低，具有很强的得电子能力。而且萘酰亚胺分子具有很强的分子间相互作用力，很容易聚集成晶体它作为n型有机半导体材料在场效应晶体管（OFETs）中具有极其重要的应用。

对萘酰亚胺的修饰方法主要有2种：一是在分子的N端引入不同的取代基；二是在分子的共轭骨架上引入不同取代基。通过这些修饰可以有效的提高萘酰亚胺衍生物的溶解性，同时调节分子的聚集能力，调整其前线轨道能级。从而获得新型高效的萘酰亚胺类n型半导体。

本文设计了一个1-二甲胺基-5-氰基萘酰亚胺分子（结构见图1），用密度泛函理论方法优化其在气相中的分子构象，研究了其前线轨道电子云分布情况。……