Exciton binding energies in biphenyl derivatives with ferrocenyl and fluorine-containing germyl substituents

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

To increase the efficiency of organic photovoltaic devices, it is necessary to search for new promising compounds that provide efficient charge separation during absorption in the optical region of the spectrum. As such compounds, biphenyl derivatives with ferrocenyl and fluorine-containing germyl substituents have been studied in the present work. The DFT and TD-DFT methods (B3LYP, CAM-B3LYP, PBE0, wB97XD) have been used to study the structures and energies of excited states of these derivates and to estimate the exciton binding energies in materials based on them in vacuum and condensed matter. For a number of compounds, the obtained exciton binding energies are close to zero, and in a separate case even less than zero, which demonstrates the prospect of their synthesis and use.

Sobre autores

D. Aleshin

Lobachevsky State University of Nizhniy Novgorod

Email: aleshindan2@gmail.com
Nizhny Novgorod, Russia

N. Ermolaev

Lobachevsky State University of Nizhniy Novgorod

Email: aleshindan2@gmail.com
Nizhny Novgorod, Russia

S. Panteleev

Lobachevsky State University of Nizhniy Novgorod

Email: aleshindan2@gmail.com
Nizhny Novgorod, Russia

E. Suleimanov

Lobachevsky State University of Nizhniy Novgorod

Email: aleshindan2@gmail.com
Nizhny Novgorod, Russia

S. Ignatov

Lobachevsky State University of Nizhniy Novgorod

Autor responsável pela correspondência
Email: aleshindan2@gmail.com
Nizhny Novgorod, Russia

Bibliografia

  1. Milichko V.A., Shalin A.S., Mukhin I.S. et al. // Usp. Fiz. Nauk. 2016. V. 186. № 8. P. 801. https://doi.org/10.3367/UFNr.2016.02.037703
  2. Scharber M.C. // Adv. Mater. 2016. V. 28. № 10. P. 1994. https://doi.org/10.1002/adma.201504914
  3. Hou J., Inganäs O., Friend R.H. et al. // Nat. Mater. 2018. V. 17. № 2. P. 119. https://doi.org/10.1038/nmat5063
  4. Zhang G., Lin F.R., Qi F. et al. // Chem. Rev. 2022. V. 122. № 18. P. 14180. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.1c00955
  5. Price M.B., Hume P.A., Ilina A. et al. // Nat. Commun. 2022. V. 13. № 1. P. 2827. https://doi.org/10.1038/s41467-022-30127-8
  6. Zhang X.-X., Yu X.-F., Xiao B. // J. Phys. Chem. A. 2023. V. 127. № 44. P. 9291. https://doi.org/10.1021/acs.jpca.3c06000
  7. Solak E.K., Irmak E. // RSC Adv. 2023. V. 13. № 18. P. 12244. https://doi.org/10.1039/D3RA01454A
  8. Al-Taher A.H., Al-Badry L.F., Semiromi E.H. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2021. V. 15. № S1. P. S1. https://doi.org/10.1134/S1990793121090025
  9. Yu Q.-C., Fu W.-F., Wan J.-H. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2014. V. 6. № 8. P. 5798. https://doi.org/10.1021/am5006223
  10. Brédas J.-L., Norton J.E., Cornil J. et al. // Acc. Chem. Res. 2009. V. 42. № 11. P. 1691. https://doi.org/10.1021/ar900099h
  11. Lemaur V., Steel M., Beljonne D. et al. // J. Amer. Chem. Soc. 2005. V. 127. № 16. P. 6077. https://doi.org/10.1021/ja042390l
  12. Kaake L.G., Jasieniak J.J., Bakus R.C. et al. // Ibid. 2012. V. 134. № 48. P. 19828. https://doi.org/10.1021/ja308949m
  13. Vandewal K., Mertens S., Benduhn J., Liu Q. // J. Phys. Chem. Lett. 2020. V. 11. № 1. P. 129. https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.9b02719
  14. Lukin L.V. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2023. V. 17. № 6. P. 1300. https://doi.org/10.1134/S1990793123060180
  15. Kronik L., Neaton J.B. // Annu. Rev. Phys. Chem. 2016. V. 67. № 1. P. 587. https://doi.org/10.1146/annurev-physchem-040214- 121351
  16. Dimitriev O.P. // Chem. Rev. 2022. V. 122. № 9. P. 8487. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.1c00648
  17. Gorokhov V.V., Knox P.P., Korvatovsky B.N. et al. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2023. V. 17. № 3. P. 571. https://doi.org/10.1134/S199079312303020X
  18. Cherepanov D.A., Milanovsky G.E., Aybush A.V. et al. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2023. V. 17. № 3. P. 584. https://doi.org/10.1134/S1990793123030181
  19. Bazlov S.V., Feskov S.V., Ivanov A.I. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2017. V. 11. № 2. P. 242. https://doi.org/10.1134/S1990793117020026
  20. Cherepanov D.A., Milanovsky G.E., Nadtochenko V.A. et al. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2023. V. 17. № 3. P. 594. https://doi.org/10.1134/S1990793123030193
  21. Ermolaev N.L., Lenin I.V., Fukin G.K. et al. // J. Organomet. Chem. 2015. V. 797. P. 83. https://doi.org/10.1016/j.jorganchem.2015.07.027
  22. Ermolaev N.L., Fukin G.K., Shavyrin A.S. et al. // Ibid. 2023. V. 983. P. 122535. https://doi.org/10.1016/j.jorganchem.2022.122535
  23. Chuhmanov E.P., Ermolaev N.L., Plakhutin B.N., Ignatov S.K. // Comput. Theor. Chem. 2018. V. 1123. P. 50. https://doi.org/10.1016/j.comptc.2017.11.007
  24. Frisch M.J., Trucks G.W., Schlegel H.B., Scuseria G.E., Robb M.A., Cheeseman J.R., Scalmani G., Barone V., Mennucci B., Petersson G.A., Nakatsuji H., Caricato M., Li X., Hratchian H.P., Izmaylov A.F., Bloino J., Zheng G., Sonnenberg J.L., Hada M., Ehara M., Toyota K., Fuku­da R., Hasegawa J., Ishida M., Nakajima T., Honda Y., Kitao O., Nakai H., Vreven T., Montgomery J.A., Jr., Peralta J.E., Ogliaro F., Bearpark M., Heyd J.J., Brothers E., Kudin K.N., Staroverov V.N., Kobayashi R., Normand J., Raghavachari K., Rendell A., Burant J.C., Iyengar S.S., Tomasi J., Cossi M., Rega N., Millam J.M., Klene M., Knox J.E., Cross J.B., Bakken V., Adamo C., Jaramillo J., Gomperts R., Stratmann R.E., Yazyev O., Austin A.J., Cammi R., Pomelli C., Ochterski J.W., Martin R.L., Morokuma K., Zakrzewski V.G., Voth G.A., Salvador P., Dannenberg J.J., Dapprich S., Daniels A.D., Farkas Ö., Foresman J.B., Ortiz J.V., Cioslowski J., Fox D.J. Gaussian 09, Revision A.01. Wallingford CT: Gaussian Inc., 2009.
  25. Tomasi J., Mennucci B., Cammi R. // Chem. Rev. 2005. V. 105. № 8. P. 2999. https://doi.org/10.1021/cr9904009
  26. Lu T., Chen F. // J. Comput. Chem. 2012. V. 33. № 5. P. 580. https://doi.org/10.1002/jcc.22885
  27. Gregg B.A. // J. Phys. Chem. B. 2003. V. 107. № 20. P. 4688. https://doi.org/10.1021/jp022507x
  28. Hains A.W., Liang Z., Woodhouse M.A. et al. // Chem. Rev. 2010. V. 110. № 11. P. 6689. https://doi.org/10.1021/cr9002984
  29. Sun H., Hu Z., Zhong C. et al. // J. Phys. Chem. C. 2016. V. 120. № 15. P. 8048. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.6b01975
  30. Benatto L., Koehler M. // Ibid. 2019. V. 123. № 11. P. 6395. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.8b12261
  31. Zhu L., Yi Y., Wei Z. // Ibid. 2018. V. 122. № 39. P. 22309. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.8b07197
  32. Bredas J.-L. // Mater. Horiz. 2014. V. 1. № 1. P. 17. https://doi.org/10.1039/C3MH00098B
  33. Zhu L., Zhang J., Guo Y. et al. // Angew. Chem. 2021. V. 133. № 28. P. 15476. https://doi.org/10.1002/ange.202105156

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».