长联分子的电子粗粒度:非富勒烯受体的案例研究
Andriy Zhugayevych1, Kun-Han Lin1, Denis Andrienko1
1Max Planck Institute for Polymer Research, Ackermannweg 10, 55128 Mainz, Germany.
电荷传输模型往往忽略了分子固体中的分子内电荷转移. 这项研究表明,最小的双轨道基础对于准确建模非富勒烯受体等材料至关重要,防止低估电荷载体的移动性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 有机电子 有机电子
- 计算化学计算化学
背景情况:
- 目前分子固体的电荷传输模型通常通过考虑每个分子只有一种电子状态来简化.
- 这种简化忽略了分子内电荷转移,这种现象在具有空间分离的边界轨道的材料中是显著的,例如非富伦受体 (NFAs).
研究的目的:
- 调查是否有必要将分子内部电荷转移纳入分子固体的电荷传输模型.
- 确定准确建模接受者-捐赠者-接受者 (A-D-A) 分子所需的最小电子基础,特别是NFAs.
主要方法:
- 对原型NFA,ITIC-4F.室温分子适配器电子结构的分析.
- 计算分子内转移积分.
- 电子基础集的比较,用于无形和晶体固态包装.
主要成果:
- 在ITIC-4F中,电子位于其两个受体块之一,具有显著的分子内转移积分 (120 meV).
- 这种分子内合与分子间合相似,需要至少两个分子轨道位于受体块上的基础.
- 拟议的双轨道基础对无形固体中的几何扭曲具有强度.
结论:
- 在电荷传输模型中,单位近似可以将AD-A分子中的电荷载体流动性低估多达两倍.
- 对NFAs和类似材料的准确建模需要考虑分子内电荷转移和在接受器单元上局部化的最小两个轨道基础.
- A-D-A分子的电子结构和电荷传输特性受到分子内部效应的显著影响,特别是在无形配置中.
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