Descrizione e scopo
Il progetto si basa sullo sviluppo di un metodo ab-inzio predittivo delle relazioni tra dinamica reticolare e proprietà elettroniche in semiconduttori organici (OSC) sia in bulk che film sottile. I risultati dei calcoli sono valutati in sinergia con esperimenti finalizzati al confronto delle proprietà strutturali, vibrazionali e di trasporto. Particolare attenzione è posta alla presenza di polimorfismo, che consente di studiare l’effetto dell’impacchettamento sulle proprietà del materiale.
Finalità
Gli obiettivi includono: (i) ottenere conoscenze trasferibili sull’impatto del polimorfismo sulle proprietà di trasporto attraverso l’indagine dei meccanismi che collegano le proprietà micro- e macroscopiche negli OSC; (ii) indentificare la relazione tra proprietà elettroniche e struttura molecolare, impacchettamento e polimorfismo; (iii) capire come il substrato selezioni polimorfi metastabili; (iv) sviluppare, validare e rilasciare strumenti open-source per analisi e modellazione.
Risultati attesi
Lo sviluppo di metodi predittivi applicati agli OSC consentirà di potenziare la ricerca nel settore attraverso uno screening teorico prima di passare all’approccio sperimentale, estremamente più dispendioso. Verranno individuati i meccanismi che influenzano accoppiamento elettrone-fonone e mobilità indirizzando la ricerca futura sui candidati con le caratteristiche più promettenti. Per i materiali studiati si porterà un avanzamento della conoscenza basato su un approccio innovativo.
Risultati raggiunti
Si è condotta la modellazione e caratterizzazione dei seguenti sistemi: TIPS-pentacene, phBTBT10, BDT. I dati cristallografici sono stati utilizzati come input per i calcoli, mentre i risultati computazionali di dinamica reticolare sono stati confrontati con le frequenze vibrazionali sperimentali, con ottimo accordo. In alcuni casi è stato possibile riprodurre quantitativamente i valori di mobilità pubblicati. Per BTBT e S-shape DNTT sono stati condotti unicamente i calcoli ab-initio.
