"Физика и техника полупроводников"
Вышедшие номера
Особенности электронной структуры агрегированных форм ZnTPP по данным оптических измерений и квантово-химических расчетов
Переводная версия: 10.1134/S1063782618130237
Захарова И.Б.1, Елистратова М.А.2, Романов Н.М.1,3, Квятковский О.Е.2
1Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия
2Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
3Lappeenranta University of Technology, Lappeenranta, Finland
Email: zakharova@rphf.spbstu.ru
Поступила в редакцию: 9 апреля 2018 г.
Выставление онлайн: 20 декабря 1969 г.

Пленки тетрафенилпорфирина цинка (ZnTPP) и композитов на его основе являются перспективными материалами органической фотоники. Порфирины склонны к самоорганизации, формированию молекулярных ансамблей или агрегатов различной структуры. Энергии образования агрегатов и упорядоченных структур, изменения их электронной структуры по сравнению с свободной молекулой ZnTPP изучены недостаточно. В работе впервые проведено комплексное исследование структуры, спектров поглощения и фотолюминесценции, кинетики фотолюминесценции полученных в квазиравновесных условиях в вакууме структурно-совершенных тонких пленок ZnTPP. Показано, что изменения спектральных зависимостей поглощения, красное смещение спектров люминесценции пленок на 0.15 эВ по сравнению с наблюдаемыми в растворах ZnTPP в толуоле объясняется образованием в условиях, близких к равновесным, упорядоченной структуры тонкой пленки на основе димеризации планарных молекул порфиринов. Методами DFT и TDDFT рассчитаны оптимальная геометрия, энергия основного состояния и электронный спектр возбуждений димеризованного состояния (ZnTPP)2. Выигрыш в энергии при образовании димера с симметрией Ci по сравнению с двумя отдельными молекулами составляет 0.23 эВ на димер, зазор HOMO-LUMO для димера уменьшается на 70 мэВ. Время излучательной эмиссии в упорядоченной твердой фазе уменьшается на порядок по сравнению с раствором в толуоле и составляет 277 пс, что характерно для J-агрегатов порфиринов.
  1. A. Suzuki, K. Nishimura, T. Oku. Electronics, 3 (1), 112 (2014)
  2. M. Jurow, A.E. Schuckman, J.D. Batteas, C.M. Drain. Coord. Chem. Rev., 254 (19), 2297 (2010)
  3. C. Trinh, M.T. Whited, A. Steiner, C.J. Tassone, M.F. Toney, M.E. Thompson. Chem. Mater., 24 (13), 2583 (2012)
  4. M.G. Walter, A.B. Rudine, C.C. Wamser. J. Porphyrins Phthalocyanines, 14 (09), 759 (2010)
  5. М.А. Елистратова, И.Б. Захарова, Н.М. Романов, В.Ю. Паневин, О.Е. Квятковский. ФТП, 50 (9), 1213 (2016)
  6. J.G. Woller, J.K. Hannestad, B. Albinsson. J. Am. Chem. Soc., 135 (7), 2759 (2013)
  7. N. Aratani, D. Kim, A. Osuka. Acc. Chem. Res., 42 (12), 1922 (2009)
  8. C. Trinh, M.T. Whited, A. Steiner, C.J. Tassone, M.F. Toney, M.E. Thompson. Chem. Mater., 24 (13), 2583 (2012)
  9. H.M. Zeyada, M.M. Makhlouf, M.A. Ali. Jpn. J. Appl. Phys., 55(2), 022601 (2016)
  10. V.V. Apanasovich, E.G. Novikov, N.N. Yatskov, R.B.M. Koehorst, T.J. Schaafsma, A. Van Hoek. J. Appl. Spectrosc., 66 (4), 613 (1999)
  11. G. Sedghi, V.M. Garcia-Suarez, L.J. Esdaile, H.L. Anderson, C.J. Lambert, S. Martin, J.E. Macdonald. Nature Nanotechnol., 6 (8), 517 (2011)
  12. C.K. Yong, P. Parkinson, D.V. Kondratuk, W.H. Chen, A. Stannard, A. Summerfield, L.M. Herz. Chem. Sci., 6 (1), 181 (2015)
  13. C.J. Medforth, Z. Wang, K.E. Martin, Y. Song, J.L. Jacobsen, J.A. Shelnutt. Chem. Commun., 47, 7261 (2009)
  14. H.L. Anderson. Inorg. Chem., 33 (5), 972 (1994)
  15. F.V. Camargo, H.L. Anderson, S.R. Meech, I.A. Heisler. J. Phys. Chem. B, 119 (46), 14660 (2015)
  16. Y. Li, W.W. Han, M.X. Liao. Acta Physico-Chimica Sinica, 25 (12), 2493 (2009)
  17. X.L. Zhang, J.W. Jiang, Y.T. Liu, S.T. Lou, C.L. Gao, Q.Y. Jin. Sci. Rep., 6, 22756 (2016)
  18. M.S. Liao, S. Scheiner. J. Chem. Phys., 117 (1), 205 (2002)
  19. M.P. Balanay, D.H. Kim. Phys. Chem. Chem. Phys., 10 (33), 5121 (2008)
  20. A. Irfan, N. Hina, A.G. Al-Sehemi, A.M. Asiri. J. Mol. Model., 18 (9), 4199 (2012)
  21. C. Trinh, M.T. Whited, A. Steiner, C.J. Tassone, M.F. Toney, M.E. Thompson. Chem. Mat., 24 (13), 2583 (2012)
  22. Г.Л. Перлович. Автореф. докт. дис. (Иваново, 2001)
  23. R.T. Kuznetsova, E.G. Ermolina, R.M. Gadirov, G.V. Mayer, N.N. Semenishin, N.V. Rusakova, Y.V. Korovin. High Energ. Chem., 44 (2), 134 (2010)
  24. Н.С. Ениколопян, Порфирины: спектроскопия, электрохимия, применение (М., Наука, 1987)
  25. R.L. Brookfield, H. Ellul, A. Harriman, G. Porter. J. Chem. Soc., Faraday Trans., 2, 82 (2), 219 (1986)
  26. A.D. Becke. J. Chem. Phys., 98 (7), 5648 (1993)
  27. A.D. Becke. Phys. Rev. A, 38 (6), 3098 (1988)
  28. C. Lee, W. Yang, R.G. Parr. Phys. Rev. B, 37, 785 (1988)
  29. M.J. Frisch, G.W. Trucks, H.B. Schlegel et al. Сomputer code GAUSSIAN 03, revision B.05 (Gaussian, Inc., Pittsburgh, PA, 2003)
  30. P. Elliott, F. Furche, K. Burke. Rev. Comput. Chem., 26, 91 (2009)

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.