C$_{60}$/并五苯复合物中的超分子间轨道

我们报道了 C60/并五苯复合物中一组异常大的分子轨道。我们的第一性原理密度泛函计算表明，这些轨道高度离域并覆盖 C60 和并五苯，我们称之为超分子间轨道（superintermolecular orbitals）或 SIMOs。它们的空间延展可达 1 nm 或更大。在光学上，SIMOs 是暗的。与普通的未占据分子轨道不同，SIMOs 具有非常弱的库仑与交换相互作用。它们的能级与 C60 中天然的超原子分子轨道非常相似，并可用轨道角动量量子数近似表征。它们具有独特的空间偏好。这些特征符合电荷生成态的关键特性，电荷生成态将初始束缚的电子和空穴导入自由载流子。因此，我们的发现对 C60/并五苯光伏器件具有重要意义。