随着有机光电子器件的蓬勃发展,对载流子在有机半导体中的传输研究显得尤为重要,因为载流子传输的性能直接影响到有机光电子器件的效率。蒙特卡罗模拟则是常用的处理有机半导体中载流子传输性质的方法。它从载流子在局域态之间转移的微观模型出发,并考虑局域态的空间和能量无序性,从而得到一定电场下载流子的迁移率,及其传输性质。本论文从早期的处理单一载流子在有机半导体材料中传输的蒙特卡罗模拟出发,将其拓展到多载流子模拟,并继而在模型中加入载流子之间的库仑相互作用以处理高载流子浓度的情况,并将模型拓展到电学掺杂材料中。具体包括以下三个方面的研究:1.多载流子在有机半导体中传输的蒙特卡罗模拟:通过使用队列的算法,同时处理多个载流子在有机半导体中的传输,来研究有机材料中的迁移率随载流子浓度的变化规律。模拟考虑局域态的排它效应对载流子传输的影响。模拟发现载流子的迁移率在拥有高斯分布的空间和能量无序的材料中随载流子浓度的增加超线性地增加;这种增加在高能量无序度材料中更加显著,而空间无序度对这种增加没有影响。2.高浓度载流子的传输性质模拟:该工作在同时模拟多个载流子的前提下,将载流子相互间的库仑相互作用也纳入模型考虑的范围。模拟发现,占据态比例高于1%时,载流子间的相互库仑作用对有机材料中载流子的传输有显著影响:在低能量无序度或高温下,载流子间库仑相互作用会降低载流子的迁移率;在高能量无序度或低温下,载流子间库仑相互作用会增加载流子的迁移率。3.电学掺杂有机材料的导电性质模拟:使用蒙特卡罗模拟方法研究载流子在电学掺杂的有机半导体材料中的传输性质。模拟考虑了电子在各个分子间的转移速率,并包含了载流子之间、载流子和被电离的掺杂分子间的库仑相互作用。模拟发现,有效的电学掺杂能够极大的增加有机材料的导电率。同时,有机主体和掺杂材料的能级匹配程度与电学掺杂的效率之间的关系可以用一个经验公式来描述。