NGHIÊN CỨU CÁC QUÁ TRÌNH TƯƠNG TÁC VỚI ÁNH SÁNG  CỦA HỆ PHÂN TỬ DYAD BDP-C60 KHI KÍCH THÍCH CẢ HAI THÀNH PHẦN DONOR VÀ ACCEPTOR

Trần Thu Trang

doi:10.34238/tnu-jst.7259

NGHIÊN CỨU CÁC QUÁ TRÌNH TƯƠNG TÁC VỚI ÁNH SÁNG CỦA HỆ PHÂN TỬ DYAD BDP-C60 KHI KÍCH THÍCH CẢ HAI THÀNH PHẦN DONOR VÀ ACCEPTOR

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 31/01/23 Ngày hoàn thiện: 20/04/23 Ngày đăng: 20/04/23

Các tác giả

Trần Thu Trang , Trường Đại học Khoa học - ĐH Thái Nguyên

Tóm tắt

Trong bài báo này, hệ phân tử dyad được tạo thành từ hai thành phần donor – BDP và acceptor – Fullerene đã được nghiên cứu các quá trình xảy ra khi tương tác với năng lượng photon sử dụng hệ đo hấp thụ phân giải thời gian cực nhanh Femto giây. Dưới bước sóng kích thích 380 nm, cả hai thành phần donor (BDP) và acceptor (C₆₀) đều được kích thích. Các quá trình xảy ra khi tương tác với ánh sáng đã được chỉ ra là do sự tồn tại của ba đồng phân của phân tử dyad BDP-C₆₀. Phổ hấp thụ phân giải thời gian Femto giây đã chỉ rõ các quá trình xảy ra khi phân tử dyad BDP-C₆₀ tương tác với ánh sáng ở bước sóng 380 nm bao gồm cả quá trình trao đổi năng lượng và điện tử. Đồng phân có khoảng cách donor-acceptor ngắn nhất (8.8 ) (đồng phân 1) gây ra 02 quá trình trao đổi điện tử từ trạng thái Frank-condon và trạng thái kích thích singlet của BDP sang thành phần C₆₀. Hai hằng số của quá trình truyền điện tử được đánh giá tương ứng là 2.5 ×10¹² và 1.7 × 10¹¹ s^-1. Trong khi đó, hai đồng phân có khoảng cách donor-acceptor dài hơn (17.5 và 20.5 ) gây ra các quá trình trao đổi năng lượng giữa hai thành phần BDP và C₆₀.

Từ khóa

BODIPY; Fullerene; Hấp thụ phân giải thời gian; Trao đổi điện tử; Trao đổi năng lượng

Toàn văn:

PDF (English)

Tài liệu tham khảo

[1] S.-S. Sun and N. S. Sariciftci, Organic photovoltaics: mechanisms, materials, and devices. CRC press, 2017.

[2] X. Liu, H. Chen, and S. Tan, "Overview of high-efficiency organic photovoltaic materials and devices," Renewable and sustainable energy reviews, vol. 52, pp. 1527-1538, 2015.

[3] M. H. Lee, B. D. Dunietz, and E. Geva, "Donor-to-donor vs donor-to-acceptor interfacial charge transfer states in the phthalocyanine–fullerene organic photovoltaic system," The Journal of Physical Chemistry Letters, vol. 5, no. 21, pp. 3810-3816, 2014.

[4] D. Xia, F. Yang, J. Li, C. Li, and W. Li, "Conjugated molecular dyads with diketopyrrolopyrrole-based conjugated backbones for single-component organic solar cells," Materials Chemistry Frontiers, vol. 3, no. 8, pp. 1565-1573, 2019.

[5] H. Fang, D. Xia, C. Zhao, S. Zhou, R. Wang, Y. Zang, C. Xiao, and W. Li, "Perylene bisimides-based molecular dyads with different alkyl linkers for single-component organic solar cells," Dyes and Pigments, vol. 203, 2022, Art. no. 110355.

[6] M. Poddar and R. Misra, "Recent advances of BODIPY based derivatives for optoelectronic applications," Coordination Chemistry Reviews, vol. 421, 2020, Art. no. 213462.

[7] M. A. Filatov, "Heavy-atom-free BODIPY photosensitizers with intersystem crossing mediated by intramolecular photoinduced electron transfer," Organic & Biomolecular Chemistry, vol. 18, no. 1, pp. 10-27, 2020.

[8] H. Imahori, K. Tamaki, D.M. Guldi, C. Luo, M. Fujitsuka, O. Ito, Y. Sakata, and S. Fukuzumi, "Modulating charge separation and charge recombination dynamics in porphyrin− fullerene linked dyads and triads: Marcus-Normal versus inverted region," Journal of the American Chemical Society, vol. 123, no. 11, pp. 2607-2617, 2001.

[9] H. Imahori, K. Tamaki, Y. Araki, Y. Sekiguchi, O. Ito, Y. Sakata, and S. Fukuzumi, "Stepwise Charge Separation and Charge Recombination in Ferrocene-m eso, m eso-Linked Porphyrin Dimer− Fullerene Triad," Journal of the American Chemical Society, vol. 124, no. 18, pp. 5165-5174, 2002.

[10] M. Rudolf, S. Kirner, and D. Guldi, "A multicomponent molecular approach to artificial photosynthesis–the role of fullerenes and endohedral metallofullerenes," Chemical Society Reviews, vol. 45, no. 3, pp. 612-630, 2016.

[11] S. Wang, N. Wattanatorn, N. Chiang, Y. Zhao, M. Kim, H. Ma, A. K. -Y. Jen, and P. S. Weiss, "Photoinduced charge transfer in single-molecule p–n junctions," The Journal of Physical Chemistry Letters, vol. 10, no. 9, pp. 2175-2181, 2019.

[12] K.-S. Kim, M.-S. Kang, H. Ma, and A. K.-Y. Jen, "Highly efficient photocurrent generation from a self-assembled monolayer film of a novel c60-tethered 2, 5-dithienylpyrrole triad," Chemistry of materials, vol. 16, no. 24, pp. 5058-5062, 2004.

[13] T. T. Tran, J. Rabah, M. H. Ha-Thi, E. Allard, S. Nizinski, G. Burdzinski, S. Aloise, H. Fensterbank, K. Baczko, H. Nasrallah, A. Vallee, G. Clavier, F. Miomandre, T. Pino, and R. Meallet-Renault, "Photoinduced Electron Transfer and Energy Transfer Processes in a Flexible BODIPY-C60 Dyad," J. Phys. Chem. B, vol. 124, no. 42, pp. 9396-9410, Oct. 22 2020, doi: 10.1021/acs.jpcb.0c05187.

[14] D. M. Guldi and M. Prato, "Excited-state properties of C60 fullerene derivatives," Accounts of chemical research, vol. 33, no. 10, pp. 695-703, 2000.

[15] F. Zhang and X. Zhang, "Solvent-induced optical properties of C60," Journal of Luminescence, vol. 130, no. 5, pp. 787-791, 2010, doi: 10.1016/j.jlumin.2009.11.033.

[16] A. A. Iagatti, L. Cupellini, G. Biagiotti, S. Caprasecca, S. Fedeli, A. Lapini, E. Ussano, S. Cicchi, P. Foggi, and M. Marcaccio, "Efficient photoinduced charge separation in a BODIPY–C60 dyad," The Journal of Physical Chemistry C, vol. 120, no. 30, pp. 16526-16536, 2016.

[17] Bandi, H. B. Gobeze, V. Lakshmi, M. Ravikanth, and F. D’Souza, "Vectorial charge separation and selective triplet-state formation during charge recombination in a pyrrolyl-bridged BODIPY–fullerene dyad," The Journal of Physical Chemistry C, vol. 119, no. 15, pp. 8095-8102, 2015.

[18] S. Leach, M. Vervloet, A. Després, E. Bréheret, J. P. Hare, T. J. Dennis, H. W. Kroto, R. Taylor, and D. R. Walton, "Electronic spectra and transitions of the fullerene C60," Chemical Physics, vol. 160, no. 3, pp. 451-466, 1992.

[19] C. A. Wijesinghe, M. E. El-Khouly, J. D. Blakemore, M. E. Zandler, S. Fukuzumi, and F. D'Souza, "Charge stabilization in a closely spaced ferrocene–boron dipyrrin–fullerene triad," Chemical Communications, vol. 46, no. 19, pp. 3301-3303, 2010.

[20] C. A. Wijesinghe, M. E. El‐Khouly, N. K. Subbaiyan, M. Supur, M. E. Zandler, K. Ohkubo, S. Fukuzumi, and F. D'Souza, "Photochemical Charge Separation in Closely Positioned Donor–Boron Dipyrrin–Fullerene Triads," Chemistry–A European Journal, vol. 17, no. 11, pp. 3147-3156, 2011.

"Times New Roman",serif;mso-fareast-font-family:Calibri;color:blue;mso-ansi-language:

PT-BR;mso-fareast-language:EN-US;mso-bidi-language:AR-SA'>

style='mso-element:field-end'>

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.7259

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ