芴基张力半导体结构和光电性质的理论研究

刘玉玉 李杰伟 薄一凡 杨磊 张效霏 解令海 仪明东 黄维

引用本文: 刘玉玉,  李杰伟,  薄一凡,  杨磊,  张效霏,  解令海,  仪明东,  黄维. 芴基张力半导体结构和光电性质的理论研究[J]. 物理化学学报, 2017, 33(9): 1803-1810. doi: 10.3866/PKU.WHXB201705104 shu
Citation:  LIU Yu-Yu,  LI Jie-Wei,  BO Yi-Fan,  YANG Lei,  ZHANG Xiao-Fei,  XIE Ling-Hai,  YI Ming-Dong,  HUANG Wei. Theoretical Studies on the Structures and Opto-Electronic Properties of Fluorene-Based Strained Semiconductors[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2017, 33(9): 1803-1810. doi: 10.3866/PKU.WHXB201705104 shu

芴基张力半导体结构和光电性质的理论研究

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(U1301243,2150314,21602111),教育部高等学校博士点专项科研基金项目(20133223110007),江苏省自然科学基金(BM2012010,BK20150832),江苏省高校研究生科研创新计划(CXZZ13_0470),南京邮电大学(NY214176,NY215172,NY217082,2016XSG03),江苏省有机电子与信息显示协同创新中心,江苏省高等学校优秀科技创新团队,江苏省高校优势学科建设工程资助项目

摘要: 通过对模型化合物环四-9,9'-二甲基-2,7-芴及其系列的环芴衍生物[n]CFs(n=3-8)的结构、张力能以及光电性质的研究来进一步探讨空间张力对材料光学及电学性质的影响。研究结果表明,随着化合物中芴基数量和直径的增加,张力能减小,能隙增大。具有相同芴基数目的环芴分子,随着分子中张力能减少,分子电离电势逐渐增加,而电子亲和能逐渐减小。通过对模型化合物的空穴和电子重整能研究发现,其数值很接近,说明该类材料是一类潜在的双极性传输材料。同时还发现[n]CFs中,随着张力的减少,其第二发射峰的波长发生了蓝移。综上所述,空间张力为设计多功能有机半导体材料提供了有力工具。

English

    1. [1]

      (1) Aggarwal, A. V.; Thiessen, A.; Idelson, A.; Kalle, D.; Würsch, D.; Stangl, T.; Steiner, F.; Jester, S. S.; Vogelsang, J.; Höger, S. Nat. Chem. 2013, 5 (11), 964. doi: 10.1038/nchem.1758

    2. [2]

      (2) Adamska, L.; Nayyar, I.; Chen, H.; Swan, A. K.; Oldani, N.; Fernandez-Alberti, S.; Golder, M. R.; Jasti, R.; Doorn, S. K.; Tretiak, S. Nano letters 2014, 14 (11), 6539. doi: 10.1021/nl503133e

    3. [3]

      (3) Myśliwiec, D.; Kondratowicz, M.; Lis, T.; Chmielewski, P. J.; Stepien, M. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137 (4), 1643. doi: 10.1021/ja511951x

    4. [4]

      (4) Darzi, E. R.; Jasti, R. Chem. Soc. Rev. 2015, 44 (18), 6401. doi: 10.1039/C5CS00143A

    5. [5]

      (5) Li, S.; Huang, C.; Thakellapalli, H.; Farajidizaji, B.; Popp, B. V.; Petersen, J. L.; Wang, K. K. Org. Lett. 2016, 18 (9), 2268. doi: 10.1021/acs.orglett.6b00904

    6. [6]

      (6) Li, Y.; Zhao, J. W; Yin, X.; Yin, G. ChemPhy Chem 2006, 7 (12), 2593. doi: 10.1002/cphc.200600416

    7. [7]

      (7) Zhao, J.; Li, Y.; Liu, H.; Li, P.; Yin, G., J. Molec. Struct. -Theochem 2008, 861 (1), 7. doi: 10.1016/j.theochem.2008.03.031

    8. [8]

      (8) Iwamoto, T.; Watanabe, Y.; Sadahiro, T.; Haino, T.; Yamago, S. Angew. Chem. 2011, 123 (36), 8492. doi: 10.1002/ange.201102302

    9. [9]

      (9) Nakanishi, Y.; Omachi, H.; Matsuura, S.; Miyata, Y.; Kitaura, R.; Segawa, Y.; Itami, K.; Shinohara, H. Angew. Chem. Int. Edit. 2014, 53 (12), 3102. doi: 10.1002/anie.201311268

    10. [10]

      (10) Isobe, H.; Nakamura, K.; Hitosugi, S.; Sato, S.; Tokoyama, H.; Yamakado, H.; Ohno, K.; Kono, H. Chem. Sci. 2015, 6 (5), 2746. doi: 10.1039/C5SC00335K

    11. [11]

      (11) Son, H.-J.; Jin, S.; Patwardhan, S.; Wezenberg, S. J.; Jeong, N.C.; So, M.; Wilmer, C. E.; Sarjeant, A. A.; Schatz, G. C.; Snurr, R. Q.; Farha, O. K.; Wiederrecht, G. P.; Hupp, J. T. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135 (2), 862. doi: 10.1021/ja310596a

    12. [12]

      (12) Omachi, H.; Nakayama, T.; Takahashi, E.; Segawa, Y.; Itami, K. Nat. Chem. 2013, 5(7), 572. doi: 10.1038/nchem.1655

    13. [13]

      (13) Itami, K. Pure. Appl. Chem. 2012, 84 (4), 907. doi: 10.1351/PAC-CON-11-11-15

    14. [14]

      (14) Tahara, K.; Tobe, Y. Chem. Rev. 2006, 106 (12), 5274. doi: 10.1021/cr050556a

    15. [15]

      (15) Iyoda, M.; Yamakawa, J.; Rahman, M. J. Angew. Chem. Int. Edit. 2011, 50 (45), 10522. doi: 10.1002/anie.201006198

    16. [16]

      (16) Fujitsuka, M.; Cho, D. W.; Iwamoto, T.; Yamago, S.; Majima, T. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14 (42), 14585. doi: 10.1039/C2CP42712E

    17. [17]

      (17) Chen, H.; Golder, M. R.; Wang, F.; Jasti, R.; Swan, A. K. Carbon 2014, 67, 203. doi: 10.1016/j.carbon.2013.09.082

    18. [18]

      (18) Xie, L. H.; Yin, C.-R.; Lai, W. Y.; Fan, Q. L.; Huang, W. Prog. Polym. Sci. 2012, 37 (9), 1192. doi: 10.1016/j.progpolymsci.2012.02.003

    19. [19]

      (19) Fomina, N.; Hogen-Esch, T. E. Macromolecules 2008, 41 (11), 3765. doi: 10.1021/ma800635w

    20. [20]

      (20) Simon, S. C.; Schmaltz, B.; Rouhanipour, A.; Raeder, H. J.; Muellen, K. Adv. Mater. 2009, 21 (1), 83. doi: 10.1002/adma.200802019

    21. [21]

      (21) Liu, Y. Y.; Lin, J.-Y.; Bo, Y. F.; Xie, L.-H.; Yi, M. D.; Zhang, X. W.; Zhang, H. M.; Loh, T.-P.; Huang, W. Org. Lett. 2016, 18 (2), 172. doi: 10.1021/acs.orglett.5b03038

    22. [22]

      (22) Kayahara, E.; Qu, R.; Kojima, M.; Iwamoto, T.; Suzuki, T.; Yamago, S. Chem. Eur. J. 2015, 21 (52), 18939. doi: 10.1002/chem.201504369

    23. [23]

      (23) Segawa, Y.; Fukazawa, A.; Matsuura, S.; Omachi, H.; Yamaguchi, S.; Irle, S.; Itami, K. Org. Biomol. Chem. 2012, 10 (30), 5979. doi: 10.1039/C2OB25199J

    24. [24]

      (24) Segawa, Y.; Omachi, H.; Itami, K., Org. Lett. 2010, 12 (10), 2262. doi: 10.1021/ol1006168

    25. [25]

      (25) Sayed, M.; Biedermann, F.; Uzunova, V. D.; Assaf, K. I.; Bhasikuttan, A. C.; Pal, H.; Nau, W. M.; Mohanty, J. Chem. Eur. J. 2015, 21 (2), 691. doi: 10.1002/chem.201404902

    26. [26]

      (26) Zou, L. Y.; Ren, A. M.; Feng, J. K.; Liu, Y. L.; Ran, X. Q.; Sun, C. C. J. Phys. Chem. A 2008, 112 (47), 12172. doi: 10.1021/jp8032462

    27. [27]

      (27) Frisch, M.; Trucks, G.; Schlegel, H.; et al. Gaussian 09, Revision A.2; Gaussian Inc.: Wallingford, CT, 2009

    28. [28]

      (28) Lu, T.; Chen, F. J. Comput. Chem. 2012, 33 (5), 580. doi: 10.1002/jcc.22885

    29. [29]

      (29) Lu, T. Multiwfn, Version 3.3; A Multifunctional WavefunctionAnalyzer, 2016, available at http://multiwfn.codeplex.com (accessed Sep. 18, 2016).

    30. [30]

      (30) Lewis, S. E. Chem. Soc. Rev. 2015, 44 (8), 2221. doi: 10.1039/C4CS00366G

    31. [31]

      (31) Liu, Z.; Yan, X.; Li, L.; Wu, G. Chem. Phys. Lett. 2015, 641, 5. doi: 10.1016/j.cplett.2015.10.054

    32. [32]

      (32) Camacho, C.; Niehaus, T. A.; Itami, K.; Irle, S. Chem. Sci. 2013, 4 (1), 187. doi: 10.1039/C2SC20878D

    33. [33]

      (33) Li, S.-B.; Duan, Y. A.; Geng, Y.; Li, H.-B.; Zhang, J. Z.; Xu, H. L.; Zhang, M.; Su, Z. M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16 (47), 25799. doi: 10.1039/C4CP03022B

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  0
  • 文章访问数:  856
  • HTML全文浏览量:  85
文章相关
  • 发布日期:  2017-05-10
  • 收稿日期:  2017-03-21
  • 修回日期:  2017-05-03
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章