在捐赠-桥梁-接受分子中,光启动阶段性电子转移的指数距离依赖性:对线状行为的影响

科学领域:

• 摄影化学的使用.
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 有机电子 有机电子

背景情况:

• 捐赠者-桥梁-接受器 (D-B-A) 系统对于充电运输至关重要.
• 了解分子电线中的电子转移机制是开发有机电子设备的关键.
• 超交换机制通常用于远程电子传输,但也可以使用逐步机制.

研究的目的:

• 用不同长度的氨桥来合成和描述D-B-A系统.
• 阐明这些系统中电子转移和电荷分离的机制.
• 为了研究分子结构和电荷传输特性之间的关系.

主要方法:

• 合成D-B-A系统与3,5-二甲基-4-(9-甲基) 朱洛利丁 (DMJ-An) 供体和纳夫他林-1,8:4,5-bis(二氧化) (NI) 接受体,由寡合体2,7-氨 (FN(n)) 桥梁 (n=1-3) 连接.
• 在可见和中红外区域进行5秒短暂吸收光谱,以追踪电子转移动态.
• 动力建模用于分析距离依赖性和识别电荷转移机制.

主要成果:

• 选择性光激发DMJ-An启动了一个连续的电子转移过程:DMJ(+•) -An(-•) -FN(n) -NI → DMJ(+•) -An-FN(n) -NNI → DMJ(+•) -An-FN(n) -NNI → DMJ(+•) -An-FN(n) -NI-•).
• 素基离子 (FN) 被观察到作为一个关键的中间体,证实了一个不连贯的跳跃机制.
• 电子转移表现出指数距离依赖 (β = 0.34 Å−1) 归因于最初的电子注入和随后的跳跃,受静电吸引的影响.

结论:

• 在这些D-B-A系统中,电荷分离是通过逐步不连贯的跳跃机制进行的,而不仅仅是通过超级交换.
• 观察到的距离依赖性源于电子注入和联跳跃的组合,由静电力调节.
• 设计具有逐步,下坡的氧化还原梯度的分子电线并不能自动保证电线状的行为;跳跃机制起着关键作用.