| Título : |
On ExcitonЀ“Vibration and ExcitonЀ“Photon Interactions in Organic Semiconductors |
| Tipo de documento: |
documento electrónico |
| Autores: |
Alvertis, Antonios M., |
| Mención de edición: |
1 ed. |
| Editorial: |
[s.l.] : Springer |
| Fecha de publicación: |
2021 |
| Número de páginas: |
XIX, 202 p. 70 ilustraciones, 60 ilustraciones en color. |
| ISBN/ISSN/DL: |
978-3-030-85454-6 |
| Nota general: |
Libro disponible en la plataforma SpringerLink. Descarga y lectura en formatos PDF, HTML y ePub. Descarga completa o por capítulos. |
| Idioma : |
Inglés (eng) |
| Palabras clave: |
Dispositivos optoelectrónicos Física matemática Simulación por ordenador Generación de energía fotovoltaica fotónica Ingeniería óptica Semiconductores estructura electrónica Química cuántica Física Computacional y Simulaciones Fotovoltaica Fotónica e Ingeniería Óptica Cálculos de estructuras electrónicas |
| Clasificación: |
621.381045 |
| Resumen: |
¿Cuáles son los mecanismos físicos que subyacen a la generación y transferencia eficiente de energía a nanoescala? La naturaleza parece saber la respuesta a esta pregunta, habiendo optimizado el proceso de fotosíntesis en las plantas durante millones de años de evolución. Es posible que el hombre pueda imitar este proceso utilizando materiales sintéticos y, a este respecto, los semiconductores orgánicos han llamado mucho la atención. Una vez que un semiconductor orgánico absorbe la luz, se forman pares de electrones unidos con huecos cargados positivamente, denominados "excitones". Los excitones se comportan como portadores de energía fundamentales, por lo que comprender la física detrás de su generación y transferencia eficiente es fundamental para aprovechar el potencial de los semiconductores orgánicos para la recolección de luz y otras aplicaciones, como LED y transistores. Sin embargo, este problema es extremadamente desafiante ya que los excitones pueden interactuar muy fuertemente con los fotones. Además, simultáneamente con el movimiento de los excitones, las moléculas orgánicas pueden vibrar de cientos de formas posibles, lo que tiene un efecto muy fuerte en la transferencia de energía. La descripción de estos complejos fenómenos está a menudo fuera del alcance de los métodos estándar de la mecánica cuántica, que se basan en la suposición de interacciones débiles entre excitones, fotones y vibraciones. En esta tesis, Antonios Alvertis aborda este problema mediante el desarrollo y la aplicación de una variedad de métodos teóricos diferentes para la descripción de estas interacciones fuertes, proporcionando explicaciones pedagógicas de la física subyacente. A una introducción completa a los semiconductores orgánicos le sigue una revisión de la teoría básica que se emplea para abordar las preguntas de investigación relevantes, y los resultados teóricos se presentan en estrecha conexión con el experimento, lo que genera conocimientos valiosos tanto para experimentadores como para teóricos. . |
| Nota de contenido: |
Introduction -- Organic Semiconductors and Their Properties -- The Time-Dependent Quantum Mechanical Problem -- Modelling of the Electronic and Vibrational Structure -- First Principles Modelling of Exciton-photon Interactions. |
| Tipo de medio : |
Computadora |
| Summary : |
What are the physical mechanisms that underlie the efficient generation and transfer of energy at the nanoscale? Nature seems to know the answer to this question, having optimised the process of photosynthesis in plants over millions of years of evolution. It is conceivable that humans could mimic this process using synthetic materials, and organic semiconductors have attracted a lot of attention in this respect. Once an organic semiconductor absorbs light, bound pairs of electrons with positively charged holes, termed `excitons', are formed. Excitons behave as fundamental energy carriers, hence understanding the physics behind their efficient generation and transfer is critical to realising the potential of organic semiconductors for light-harvesting and other applications, such as LEDs and transistors. However, this problem is extremely challenging since excitons can interact very strongly with photons. Moreover, simultaneously with the exciton motion, organic moleculescan vibrate in hundreds of possible ways, having a very strong effect on energy transfer. The description of these complex phenomena is often beyond the reach of standard quantum mechanical methods which rely on the assumption of weak interactions between excitons, photons and vibrations. In this thesis, Antonios Alvertis addresses this problem through the development and application of a variety of different theoretical methods to the description of these strong interactions, providing pedagogical explanations of the underlying physics. A comprehensive introduction to organic semiconductors is followed by a review of the background theory that is employed to approach the relevant research questions, and the theoretical results are presented in close connection with experiment, yielding valuable insights for experimentalists and theoreticians alike. . |
| Enlace de acceso : |
https://link-springer-com.biblioproxy.umanizales.edu.co/referencework/10.1007/97 [...] |
On ExcitonЀ“Vibration and ExcitonЀ“Photon Interactions in Organic Semiconductors [documento electrónico] / Alvertis, Antonios M., . - 1 ed. . - [s.l.] : Springer, 2021 . - XIX, 202 p. 70 ilustraciones, 60 ilustraciones en color. ISBN : 978-3-030-85454-6 Libro disponible en la plataforma SpringerLink. Descarga y lectura en formatos PDF, HTML y ePub. Descarga completa o por capítulos. Idioma : Inglés ( eng)
| Palabras clave: |
Dispositivos optoelectrónicos Física matemática Simulación por ordenador Generación de energía fotovoltaica fotónica Ingeniería óptica Semiconductores estructura electrónica Química cuántica Física Computacional y Simulaciones Fotovoltaica Fotónica e Ingeniería Óptica Cálculos de estructuras electrónicas |
| Clasificación: |
621.381045 |
| Resumen: |
¿Cuáles son los mecanismos físicos que subyacen a la generación y transferencia eficiente de energía a nanoescala? La naturaleza parece saber la respuesta a esta pregunta, habiendo optimizado el proceso de fotosíntesis en las plantas durante millones de años de evolución. Es posible que el hombre pueda imitar este proceso utilizando materiales sintéticos y, a este respecto, los semiconductores orgánicos han llamado mucho la atención. Una vez que un semiconductor orgánico absorbe la luz, se forman pares de electrones unidos con huecos cargados positivamente, denominados "excitones". Los excitones se comportan como portadores de energía fundamentales, por lo que comprender la física detrás de su generación y transferencia eficiente es fundamental para aprovechar el potencial de los semiconductores orgánicos para la recolección de luz y otras aplicaciones, como LED y transistores. Sin embargo, este problema es extremadamente desafiante ya que los excitones pueden interactuar muy fuertemente con los fotones. Además, simultáneamente con el movimiento de los excitones, las moléculas orgánicas pueden vibrar de cientos de formas posibles, lo que tiene un efecto muy fuerte en la transferencia de energía. La descripción de estos complejos fenómenos está a menudo fuera del alcance de los métodos estándar de la mecánica cuántica, que se basan en la suposición de interacciones débiles entre excitones, fotones y vibraciones. En esta tesis, Antonios Alvertis aborda este problema mediante el desarrollo y la aplicación de una variedad de métodos teóricos diferentes para la descripción de estas interacciones fuertes, proporcionando explicaciones pedagógicas de la física subyacente. A una introducción completa a los semiconductores orgánicos le sigue una revisión de la teoría básica que se emplea para abordar las preguntas de investigación relevantes, y los resultados teóricos se presentan en estrecha conexión con el experimento, lo que genera conocimientos valiosos tanto para experimentadores como para teóricos. . |
| Nota de contenido: |
Introduction -- Organic Semiconductors and Their Properties -- The Time-Dependent Quantum Mechanical Problem -- Modelling of the Electronic and Vibrational Structure -- First Principles Modelling of Exciton-photon Interactions. |
| Tipo de medio : |
Computadora |
| Summary : |
What are the physical mechanisms that underlie the efficient generation and transfer of energy at the nanoscale? Nature seems to know the answer to this question, having optimised the process of photosynthesis in plants over millions of years of evolution. It is conceivable that humans could mimic this process using synthetic materials, and organic semiconductors have attracted a lot of attention in this respect. Once an organic semiconductor absorbs light, bound pairs of electrons with positively charged holes, termed `excitons', are formed. Excitons behave as fundamental energy carriers, hence understanding the physics behind their efficient generation and transfer is critical to realising the potential of organic semiconductors for light-harvesting and other applications, such as LEDs and transistors. However, this problem is extremely challenging since excitons can interact very strongly with photons. Moreover, simultaneously with the exciton motion, organic moleculescan vibrate in hundreds of possible ways, having a very strong effect on energy transfer. The description of these complex phenomena is often beyond the reach of standard quantum mechanical methods which rely on the assumption of weak interactions between excitons, photons and vibrations. In this thesis, Antonios Alvertis addresses this problem through the development and application of a variety of different theoretical methods to the description of these strong interactions, providing pedagogical explanations of the underlying physics. A comprehensive introduction to organic semiconductors is followed by a review of the background theory that is employed to approach the relevant research questions, and the theoretical results are presented in close connection with experiment, yielding valuable insights for experimentalists and theoreticians alike. . |
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https://link-springer-com.biblioproxy.umanizales.edu.co/referencework/10.1007/97 [...] |
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