理解分子晶体多晶型中电子耦合与能量稳定性的相关性：喹吖啶酮的指导性案例

决定有机半导体中电荷传输的关键因素是分子组分之间的电子耦合，这受到分子相对排列的强烈影响。这使得喹吖啶酮（quinacridone）成为分析特定构型中电子耦合与构型能量稳定性之间相关性的理想测试案例，因为它具有多种结构根本不同的多晶型及其多样的分子间相互作用。为了深入分析这种相关性，我们从喹吖啶酮的α多晶型出发，还构建了一个共面模型晶体。这使我们能够系统地比较电子耦合的位移依赖性与总能量的位移依赖性。通过这种方式，我们确定了泡利排斥和轨道再杂化的组合是驱使系统朝向电子耦合最小化结构（特别是对于价带和小位移）的驱动力。这些观察结果的普遍性得到了类似并五苯模型系统等效趋势的支持。这强调，高性能材料的设计不能依赖于有机半导体π共轭骨架“自然”组装成其最稳定的构型。相反，它必须包含引导晶体堆积朝向更有利结构的官能团，其中瞄准短轴位移或实现相对较大的长轴位移似乎是值得探索的策略。