Trastorno estructural como origen de las propiedades ópticas y la dinámica espectral en nano-agregados cuadrados

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química Física
• Productos electrónicos orgánicos

Sus antecedentes:

• Los agregados cuadrangulares de película delgada presentan amplios espectros de absorción con características similares a las de J y H, beneficiosos para la energía fotovoltaica orgánica.
• Las interpretaciones anteriores de estas propiedades ópticas carecían de un vínculo claro con estados excitados específicos y estructura agregada.

Objetivo del estudio:

• Para aclarar el origen de los amplios espectros de absorción en los agregados cuadrados.
• Para correlacionar las propiedades ópticas con estados excitados específicos y estructuras agregadas.
• Comprender el papel del desorden estructural en las aplicaciones fotovoltaicas.

Principales métodos:

• Espectroscopia de absorción estática y transitoria en las esquaraínas anilinas de n-butilo agregadas.
• Análisis de las interacciones de resonancia dipolo-dipolo intermolecular y las alineaciones de vecinos más cercanos.
• Determinación de la excitación del pulso en femtosegundos y de la duración del excitón.

Principales resultados:

• Ambos picos desplazados al rojo y al azul se explican por interacciones dipolo-dipolo intermoleculares y trastornos estructurales de alineamientos variados.
• Las interacciones del vecino más cercano (positivas o negativas) conducen a características espectrales similares a J y H.
• Los espectros de absorción transitorios se desvían de los espectros de absorbancia debido a la excitación de dos estados de excitación.
• El tiempo de vida del excitón se determina en 205 ps mediante la dinámica integral de banda.

Conclusiones:

• El desorden estructural y las interacciones dipolo-dipolo intermoleculares, no la transferencia de carga, explican las propiedades ópticas de los agregados cuadrados.
• Los hallazgos aclaran el origen de las características espectrales y la ausencia de fotoluminiscencia en las películas delgadas cuadradas.
• El desorden estructural del agregado molecular es crítico para optimizar las aplicaciones fotovoltaicas.