碗状苝衍生物中从单极（p型或n型）到双极电荷传输效率的调控：一项 DFT 研究
材料科学
2021-11-23 v1
摘要
通过在二环戊苝（DCPP）的周位进行茚并取代，并适当以氮杂、氟和酰亚胺基团进行官能化，从理论上构建了一系列碗状二环戊苝（DCPP）衍生物，以增强材料中的电子传输行为。为了进一步确保这些有机化合物的溶解性和稳定性，我们在设计结构中引入了三乙基硅基乙炔基（TES）基团。芳香度程度、电子结构、分子堆积模式、分子间电荷耦合和电荷转移速率等因素对决定电荷传输能力至关重要。部分 DCPP 的低 LUMO 能级（< -4.0 eV）和高电子亲和能（> 3.0 eV）确保了从金属电极的高效电子注入。这些分子以碗中碗柱状堆积排列，有利于晶体中的分子间电荷传输。结果，我们观察到 DCPP-9 中增强的空穴传输行为（μh = 6.296 cm2V-1s-1）、DCPP-TES-6 中的电子传输（μe = 0.142 cm2V-1s-1）以及 DCPP-12 和 DCPP-TES-12 的双极特性。TD-DFT 分析证实了 DCPP 衍生物在紫外-可见区域也具有光学活性。受其非中心对称分子几何结构和光学活性的启发，我们还研究了其非线性光学（NLO）响应，这可能为其在光子学和光电子学中的应用铺平道路。
引用
@article{arxiv.2111.11100,
title = {Tuning from unipolar (p-type or n-type) to ambipolar charge transport efficiency in bowl-shaped perylene-derivatives: a DFT study},
author = {Suryakanti Debata and Nataliya N Karaush and Sridhar Sahu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.11100},
year = {2021}
}
备注
56 pages (including SI) 5 figures in manuscripts, 24 figures in SI and to be submitted in peered review journal