Dinámica de transferencia de carga en teselaciones supramoleculares compuestas por donantes aromáticos y receptores...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Productos electrónicos orgánicos
• Las instalaciones fotovoltaicas

Sus antecedentes:

• Los materiales orgánicos fotovoltaicos y electrónicos eficientes se basan en la comprensión de la dinámica de transferencia de carga (TC) en los cocristales donante-aceptante (DA).
• La química supramolecular ofrece vías para diseñar estructuras cocristalinas D-A para propiedades optoelectrónicas a medida.

Objetivo del estudio:

• Para investigar los estados de transferencia de carga fotogenerada (CT) en teselaciones supramoleculares formadas por la cocristalización de un prisma triangular quiral con varios donantes de electrones.
• Elucidar la influencia de la dimensionalidad cocristalina (1D frente a 2D) y los motivos estructurales en la dinámica del estado de la TC.

Principales métodos:

• Cocristalización de un prisma triangular quiral tris ((naftalenodiimida) con pireno, perileno y peri-xantenoxanteno bajo condiciones variadas para obtener estructuras 1D y 2D.
• Microscopía de absorción transitorio de femtosegundos y nanosegundos para sondear procesos fotofísicos ultrarrápidos.
• Espectroscopia de resonancia paramagnética de electrones con resolución de tiempo para analizar la dinámica del portador de carga.

Principales resultados:

• Lograr estructuras cocristalinas unidimensionales (1D) y bidimensionales (2D) con diferentes morfologías mediante la manipulación de las condiciones de cristalización.
• Se observaron tiempos de vida significativamente más largos en el estado de transferencia de carga (CT) en cocristales 2D en comparación con los cocristales 1D.
• Correlacionó la vida útil extendida del estado CT en cocristales 2D con las diferencias en la simetría y el empaque molecular que modulan las interacciones CT intermoleculares.

Conclusiones:

• La dimensionalidad y la organización estructural de los cocristales D-A tienen un profundo impacto en la dinámica del estado de transferencia de carga.
• La utilización de portadores de carga covalentes multisite preorganizados en la ingeniería de cocristales es una estrategia prometedora para el desarrollo de materiales multifuncionales avanzados con propiedades sintonizables de CT.
• Este estudio proporciona información sobre las relaciones estructura-propiedad de los materiales electrónicos orgánicos, orientando el diseño futuro de dispositivos fotovoltaicos eficientes.