B、N 取代多环芳烃的化学空间：组合枚举与高通量第一性原理建模
化学物理
2019-03-27 v3
摘要
在芳烃的二维骨架中组合引入杂原子，为设计具有理想光伏和光化学性质的化合物库开辟了可能。对该化学空间进行穷举枚举与第一性原理表征，可为理性化合物设计策略提供不可或缺的洞察。在此，针对最小的七十七个 Kekulean-苯型多环体系，我们揭示将 C 原子对与等排等电子的 B、N 对进行组合取代，可得到 7,453,041,547,842 (7.4 tera) 个独特分子。我们给出了该化学空间的全面频率分布，分析趋势并讨论合成产物产率中可显现的对称性控制选择性。此外，通过对超过三万三千(33k)个代表性分子进行高通量 ab initio 密度泛函理论计算，我们讨论了杂芳烃在结构稳定性及性质间关系上的定量趋势。我们的结果表明，33k 分子中有显著部分在 1.5-2.5 eV 区域具有电子活性，覆盖了太阳光谱的最强区域，表明它们适合作为光催化太阳能电池中潜在的光捕获分子组分。
引用
@article{arxiv.1901.00649,
title = {The Chemical Space of B, N-substituted Polycyclic Aromatic Hydrocarbons: Combinatorial Enumeration and High-Throughput First-Principles Modeling},
author = {Sabyasachi Chakraborty and Prakriti Kayastha and Raghunathan Ramakrishnan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.00649},
year = {2019}
}