Efeitos de interação entre cadeias na transição pólaron-bipólaron em polímeros condutores

Abstract

Investigamos os efeitos da interação entre-cadeias na transição pólaron-bipólaron em polímeros conjugados. Usamos o modelo de Su-Schrieffer-Heeger combinado com o modelo de Hubbard estendido e modificados para incluir a interação entre-cadeias, e a ação do campo elétrico externo. Estudamos a dinâmica dentro da aproximação de Hartree-Fock Irrestrita dependente do tempo. Encontramos que removendo um elétron das cadeias de polímeros condutores interagentes, suportando um único pólaron carregado positivamente, leva a transição direta da excitação não-linear pólaron para bipólaron. A transição de um único pólaron para o bipólaron explica os dados experimentais do espectro de excitação. O mecanismo de recombinação de dois pólarons unindo-se para formar um bipólaron também é observado sob circunstâncias especiais. Também encontramos que dependendo do quão rápido o elétron é removido, um breather é criado na estrutura que contém um bipólaron. O par breather-bipólaron pode ser desacoplado pela ação de um campo elétrico externo. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Weinvestigatetheeffectsofinterchaininteractiononthepolaron-bipolarontran- sition on conjugated polymer. We use the Su-Schrieffer-Heeger model combined with theExtendedHubbardmodelmodifiedtoincludeinterchaininteraction,andanexternal electric field. We study the dynamics within the Time-Dependent Unrestricted Hartree- Fock approximation. We find that removing an electron from interacting conducting polymer chains bearing a single positively charged polaron leads to the direct transi- tion of polaron to bipolaron state. The transition which is produced is single-polaron to bipolarontransitionwhoseexcitationspectrumexplainstheexperimentaldata. Thecom- peting mechanism of two polarons merging to form a bipolaron is also observed under specialcircumstances. Wealsofindthatdependingonhowfasttheelectronisremoved,a structurethatcontainsabipolaroncoupledtoabreatheriscreated. Thebipolaron-breather paircan be decoupledunder the action ofan externalelectric field.