Making ab initio modelling possible for disordered molecular semi-conductive materials
Project goals
This proposal aims at development of novel ab initio simulation tools for treatment of amorphous and crystalline organic semiconductors. My research background enables me to target an unprecedented sub-chemical accuracy of predictions of structural properties and phase transitions. Exploitation of fragment-based ab initio Monte Carlo and quasi-harmonic models grants a sound physical consistency, minimizing any empiric inputs. I will address extending the applicability of the developed methodology to bulk phase of large molecules, typical for organic semiconductors. These compounds nicely illustrate the applicability and accuracy limits of the state-of-the-art ab initio modelling of molecular materials concerning molecular size, specific interactions, importance of the amorphous state, and dependence of the charge-carrier mobility on subtle variations of the structure. Proposed research will enable to accurately predict melting and vitrification points, polymorphism, crystallization driving force or conductivity of cutting-edge materials with optoelectronic relevance.
Keywords
molecular materialsorganic semiconductorspolymorphismamorphous matterphase behaviorab initio calculationsMonte Carlo simulationsfragmentation methods
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
—
Call for proposals
SGA0202300003
Main participants
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze / Fakulta chemicko-inženýrská
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
23-05476M
Alternative language
Project name in Czech
Vývoj ab initio modelování pro neuspořádané molekulární polovodiče
Annotation in Czech
Tento návrh cílí na vývoj nových ab initio simulačních nástrojů pro modelování vlastností a struktury amorfních a krystalických organických polovodičů. Moje vědecká expertíza mi umožňuje cílit na bezprecedentní sub-chemickou přesnost predikcí strukturních vlastností a fázových přechodů. Využití fragmentačních ab initio Monte Carlo metod a kvazi-harmonických simulací zajistí fyzikální konzistenci modelu s minimem empirických vstupů. Klíčové bude rozšíření aplikovatelnosti modelu pro kondenzované fáze velkých molekul, typických pro organické polovodiče. Tyto látky trefně ilustrují současné limity přesnosti a aplikovatelnosti ab initio modelování molekulárních materiálů, co se týče velikosti molekul, specifičnosti interakcí, důležitosti amorfního stavu, a závislosti mobility nosičů náboje na jemných variacích materiálové struktury. Navržený výzkum umožní přesně predikovat teploty tání a vitrifikace, polymorfismus, hnací sílu krystalizace či konduktivitu moderních materiálů relevantních pro optoelektronické aplikace.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
OECD FORD - main branch
10301 - Atomic, molecular and chemical physics (physics of atoms and molecules including collision, interaction with radiation, magnetic resonances, Mössbauer effect)
OECD FORD - secondary branch
10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
OECD FORD - another secondary branch
10403 - Physical chemistry
BE - Theoretical physics
BM - Solid-state physics and magnetism
CF - Physical chemistry and theoretical chemistry
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2023
Realization period - end
Dec 31, 2027
Project status
B - Running multi-year project
Latest support payment
Apr 9, 2024
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP25-GA0-GM-R
Data delivery date
Feb 21, 2025
Finance
Total approved costs
24,996 thou. CZK
Public financial support
24,996 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Recognised costs
24 996 CZK thou.
Public support
24 996 CZK thou.
0%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Atomic, molecular and chemical physics (physics of atoms and molecules including collision, interaction with radiation, magnetic resonances, Mössbauer effect)
Solution period
01. 01. 2023 - 31. 12. 2027