テリレンダイミド薄膜における高収量シングレット分裂前のチャージ・トランスファー状態の直接観察
Eric A Margulies1, Jenna L Logsdon1, Claire E Miller1
1Department of Chemistry and Argonne-Northwestern Solar Energy Research Center, Northwestern University , 2145 Sheridan Road, Evanston, Illinois 60208-3113, United States.
Journal of the American Chemical Society
|December 16, 2016
まとめ
有機物質におけるシングレットエクシトン分裂 (SF) は,1つの高エネルギーシングレットエクシトンを2つの低エネルギートリプルエクシトンに変換する. この研究では,テリレンビス (ディカルボキシミド) フィルムにおけるSFを調査し,構造に依存するトリプレットの産量を明らかにした.
科学分野:
- オーガニックの電子機器
- 写真化学
- 材料科学
背景:
- シングレットエクシトン分裂 (SF) は,1つのシングレットエクシトンから2つのトリプルエクシトンが生成されるプロセスである.
- このプロセスは有機電子機器の効率化に不可欠です.
- SFの効率は,染色体組の分子包装と電子構造に大きく依存しています.
研究 の 目的:
- シングレットエクシトン分裂 (SF) の効率に対する分子パッキングの影響を調査する.
- SFの応用のためのテリレン-3,4:11,12-ビス (TDI) 誘導体の可能性を調査する.
- 結晶構造とエクシトンダイナミクスとトリプル出産を相関させる.
主な方法:
- 2つのTDIデリバティブ (1と2) の合成と特徴付け
- 薄型ポリクリスタルフィルムの製造
- エクシトンのダイナミクスを研究するためのフェムト秒間吸収スペクトロスコーピー (fsTA).
- 分子包装構造を決定するX線 difraktion.
主要な成果:
- TDI導関数1のフィルムは,23°のπ-スタッキング回転で,電荷移転状態と190%のトリプルエクシトン出力を示した.
- TDIデリバティブ2のフィルムは,N-N軸に沿ってスリップスタックされたTDI分子で,エクシマー形成と50%のトリプルエクシトン産出を示した.
- TDIデリバティブの異なるπ-スタックされた構造は,異なるエクシトン経路とSF効率につながります.
結論:
- 分子配列はTDI誘導体のSF効率に大きく影響する.
- 最適化されたπ-スタッキングは,高効率のシングレットエクシトン分裂につながる.
- TDIデリバティブは有機電子における効率的なSF材料の有望な候補である.
