奈米有機材料的模擬和計算
學年 93
學期 1
出版（發表）日期 2005-01-01
作品名稱 奈米有機材料的模擬和計算
作品名稱（其他語言） The Calculation and Simulation in Nano-Electronic Material
著者 王伯昌
單位 淡江大學化學學系
描述 計畫編號：NSC94-2113-M032-011 研究期間：200508~200607 研究經費：1,125,000
委託單位 行政院國家科學委員會
摘要 本計劃我們將以下列方向來進行: (a)電子元件中之HTM、ETM 及n-type、p-type OFET 有機分子之電子電洞傳遞機制之研究(b)薄膜製程之蒙地卡羅方法之分子模擬(c)藥物設 計之QSAR 模擬 (a) 有機分子之電子電洞傳遞機制之研究摘要 自從OLED 之相關研究被廣泛重視後與OLED 材料有關之有機分子如雨後春筍般被 合成出來。但其中的物理性質以及電洞電子的傳輸機制以及相關分子排列和結構至今 我們能未完全明嘹。在本計劃中將以量子化學計算如DFT、HF、ZINDO 等方法對於 OLED 元件中之HTM、ETM 及相關之n-type、p-type OFET 分子之作一系列探討。我 們將先求得各分子之neutral、cation 及anion 態之幾何構型及電子結構，瞭解其於電子 電洞傳輸時的變化並據此構型計算出相對應之λ+、λ-值，並推導其reorganization energy(重組能λ)。此數據可為未來有機電子元件之設計參考。分子間之電子、電洞傳 遞除HOMO 及LUMO 之配合外，其分子間的排列也相當重要。本計劃中也將探討分 子間之排列對於電子傳輸的影響。 (b) 薄膜製程之蒙地卡羅方法之分子模擬 利用動態蒙第卡羅（Kinetic Monte Carlo）方法建立一有別於傳統蒙第卡羅（Monte Carlo）方法的動態(2+1)D 模型，通過引入空間網格的概念來考慮原子其初始位置和末 位置的鄰居情況、層和層之間的作用力及基材原子之間的相互作用關係，以此決定原 子在基材表面運動的方式，使模擬過程變更得簡單、直接、有效。在目前的模型中， 主要考慮了原子在基材上的吸附(adsorption)和表面遷移擴散(diffusion)以及再蒸發 (reevaporation)三個主要過程，並配合不同的基底網格、溫度及沉積速率等相關條件 下，探討薄膜表面形貌之不同的生長變化過程，並且希望能夠進一步瞭解島的成長和 各種相關條件的相互關係。在本計劃中，我們並將擇定相關的實驗數據以為分子模擬 之參考與驗證。 (c) 藥物設計之QSAR 模擬 使用電腦輔助藥物設計(Computer-Aided Drug Design , CADD)是目前對於藥物分子 設計相當重要的一部分。電腦輔助藥物設計可以推測出分子的一些物理性質，例如生 物活性、溶解度等，與合理的分子構造。在此計畫中，使用定量構造活性相關分析 (Quantitative Structure-Activity Relationship ,QSAR)方法，針對不同類形的描述子 (Descriptors)與活性數據來分析統計它的構造特性與預測結果。本計畫將計算Xenopus Oocytes 系列分子，此藥物分子主要為心血管系統用藥，在其3R、4S 位置有良好的生 物活性反應，故選用此藥物分子來計算討論在取代其他不同官能基時對於生物活性的 影響。在此並建立由測試組與訓練組所得的QSAR 模型，最後以計算預測之IC50 與 實驗比較。
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