Electronic properties of organic semiconductors and low-dimensional materials

Abstract

Los semiconductores orgánicos se han convertido en un grupo muy interesante de materiales por sus buenas propiedades de transporte de carga y aplicaciones tecnológicas masivas. Entre todos ellos, el rubreno ganó gran interés porque es un semiconductor orgánico con la movilidad más alta del portador, que puede alcanzar 40cm2=V s para los agujeros. Aquí ofrecemos una descripción completa de los primeros principios de las propiedades electrónicas y el acoplamiento electrón-fonón (incluyendo el tipo de acoplamientos Holstein y Peierls) para los prototipicos cristales de rubreno. Los materiales de baja dimensionalidad son conocidos por tener propiedades físicas anisotrópicas y por su baja dimensionalidad, propiedades metálicas y aparición de modulaciones estructurales, estos materiales se discuten como materiales posibles de CDW. Sin embargo, el origen real de los CDW en estos materiales nunca ha sido aclarado. Hemos decidido examinar si alguna inestabilidad de la superficie de Fermi está en el origen de las modulaciones estructurales en estos compuestos estudiando la estructura electrónica y calculando la función de Lindhard para varios materiales de baja dimensionalidad.

Organic semiconductors became very interesting group of materials because of their good charge-transport properties and massive technological applications. Among all of them, rubrene gained grate interest because it is an organic semiconductor with the highest carrier mobility, which can reach 40cm2=V s for holes. Here we give a full firstprinciples description of the electronic properties and electron-phonon coupling (including Holstein and Peierls type of couplings) for the prototypical rubrene crystals. Thereby, a recipe for circumventing the issue of inaccuracies with low-frequency phonons is presented. Low dimensional compounds are known for having anisotropic physical properties and because of their low dimensionality, metallic properties and occurrence of structural modulations, these compounds are often discussed as possible Fermi surface driven CDW materials. However, the real origin of the CDWs in these materials has never been clarified. Thus we have decided to examine if some instability of the Fermi surface is at the origin of structural modulations in these compounds by studying the electronic structure and calculating the Lindhard response function for several low-dimensional materials.