A DFT study of reorganization energy of some chosen carbazole derivatives
Ładowanie...
Data
2020
Tytuł czasopisma
ISSN czasopisma
Tytuł tomu
Wydawca
Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej
Lodz University of Technology Press
Lodz University of Technology Press
Abstrakt
Strong efforts toward finding an organic semiconductor with a
molecule characterized by a low charge transfer energy applying
quantum-chemical calculations are undertaken. Density Functional
Theory (DFT) calculations made for carbazole (Cz) and three isomers
of benzocarbazole, benzo (a) carbazole (BaCz), benzo (b) carbazole
(BbCz) and benzo (c) carbazole (BcCz) proves the possibility of
lacking the growth of reorganization energy despite the molecule
dimentions enlargement. Benzo(b)carbazole molecules with high
longitudinal dimension of the rigid skeleton d = 9,05 Å posses the low
value of reorganization energy for both hole and electron transport
of 0,18 eV and 0,11 eV, respectively. We suggest that the reduction
of reorganization energy may be related to the diminishing of
intramolecular hydrogen interactions.
W artykule przedstawiono wyniki obliczeń kwantowo-mechanicznych mających na celu poszukiwanie cząsteczki organicznego półprzewodnika charakteryzującego się niską energią transferu ładunku. Obliczenia z wykorzystaniem teorii funkcjonału gęstości (DFT) zostały wykonane dla karbazolu (Cz) i trzech izomerów benzokarbazolu, benzo(a)karbazolu (BaCz) , benzo(b)karbazolu (BbCz) i benzo(c)karbazolu (BcCz) dowodzą , że można uniknąć wzrostu energii reorganizacji cząsteczki tak dla przewodnictwa dziurowego jak i dla przewodnictwa elektronowego pomimo zwiększenia rozmiarów przestrzennych szkieletu aromatycznego cząsteczki. Cząsteczki benzo(b)karbazolu o największym rozmiarze podłużnym szkieletu d = 9,05 Å charakteryzują się najniższą energią reorganizacji dla przewodnictwa dziur λh = 0,18 eV oraz najniższą wśród izomerów benzokarbazolu energią reorganizacji dla przewodnictwa elektronowego λe = 0,11 eV. Analiza odległości pomiędzy wybranymi charakterystycznymi atomami wodoru pozwala przypuszczać, że zmniejszenie energii reorganizacji obserwowane dla benzo(b)- karbazolu jest związane ze zmniejszaniem wewnątrzcząsteczkowych oddziaływań pomiędzy sąsiadującymi atomami wodoru.
W artykule przedstawiono wyniki obliczeń kwantowo-mechanicznych mających na celu poszukiwanie cząsteczki organicznego półprzewodnika charakteryzującego się niską energią transferu ładunku. Obliczenia z wykorzystaniem teorii funkcjonału gęstości (DFT) zostały wykonane dla karbazolu (Cz) i trzech izomerów benzokarbazolu, benzo(a)karbazolu (BaCz) , benzo(b)karbazolu (BbCz) i benzo(c)karbazolu (BcCz) dowodzą , że można uniknąć wzrostu energii reorganizacji cząsteczki tak dla przewodnictwa dziurowego jak i dla przewodnictwa elektronowego pomimo zwiększenia rozmiarów przestrzennych szkieletu aromatycznego cząsteczki. Cząsteczki benzo(b)karbazolu o największym rozmiarze podłużnym szkieletu d = 9,05 Å charakteryzują się najniższą energią reorganizacji dla przewodnictwa dziur λh = 0,18 eV oraz najniższą wśród izomerów benzokarbazolu energią reorganizacji dla przewodnictwa elektronowego λe = 0,11 eV. Analiza odległości pomiędzy wybranymi charakterystycznymi atomami wodoru pozwala przypuszczać, że zmniejszenie energii reorganizacji obserwowane dla benzo(b)- karbazolu jest związane ze zmniejszaniem wewnątrzcząsteczkowych oddziaływań pomiędzy sąsiadującymi atomami wodoru.
Opis
Słowa kluczowe
reorganization energy, DFT calculations, benzocarbazoles, Marcus-Hush theory of electron transport, energia reorganizacji, obliczenia DFT, benzokarbazole, teoria transportu elektronów Marcusa-Hush'a
Cytowanie
Kania S., Kościelniak-Mucha B., Kuliński J., Słoma P., Wojciechowski K., A DFT study of reorganization energy of some chosen carbazole deriva. W: Scientific Bulletin of the Lodz University of Technology Physics No. 1229, Vol. 41, Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź 2020, s. 33-42, ISSN 1505-1013, e-ISSN
2449-982X, doi: 10.34658/physics.2020.41.33-42.