A density functional study on narrow band GAP donor-acceptor type conducting polymers
Dar bant aralıklı verici alıcı tipteki iletken polimerlerin yoğunluk fonksiyonel teorisi kullanılarak incelenmesi
- Tez No: 184721
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ULRİKE SALZNER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Yoğunluk fonksiyonel teori, iletken polimerler, sıralıorganik polimerler, bant aralığı, bant genişliği, verici alıcı konseptivi, Density functional theory, conducting polymers, conjugated organicpolymers, band gap, band width, donor-acceptor conceptiv
- Yıl: 2004
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 61
Özet
ÖZETDAR BANT ARALIKLI VERİCİ ALICI TİPTEKİ İLETKENPOLİMERLERİN YOĞUNLUK FONKSİYONEL TEORİSİKULLANILARAK İNCELENMESİOZAN KARALTIYüksek Lisans, Kimya BölümüTez Yöneticisi: Doç. Dr. Ulrike SalznerAğustos 2004Fiziksel özelliklerin kontrol edilebilmesindeki önemli faktörlerden biri bantaralığıdır. Düşük bant aralıklı polimerlerin incelenmesi süregelen bir araştırmakonusudur. Yapısal değişiklikle bant aralığı büyüklüğü ayarlanabilir. Dar bantaralıklı polimerlerin dizaynı için değişik yöntemler kullanılmaktadır. Verici alıcıkonsepti düşük bant aralıklı polimer dizaynında kullanılan yöntemlerden biridir.Bu teoriye gore, bir konjuge zincirde düzenli olarak sıralanan verici alıcı tiptekigruplar dar bir bant aralağının ve aynı zamanda geniş iletken ve valans bantlarınınoluşmasını sağlarlar. Dar bant aralıklı polimer sentezinde kullanılan diğer ikimetod ise polimerlerin uygun olmayan yapılara zorlanması ve sıralı bağ uzunlugudeğişim farkının azaltılmasıdır.Yamashita ve grubu benzobis(1,2,5-thiadiazole) and [1,2,5] thiadiazolo[3,4-b]thieno[3,4-e] pyrazine alıcı gruplarından, tiyofen ve pirol verici gruplarındanoluşan polimerler sentezlediler. Bu sentezlenen polimerlerin bant aralıkları çokvdüşüktür. Bu düşük bant aralıklı polimerlerin dizaynı da verici alıcı konseptinedayandırılmaktadır.Biz de bu düşük bant aralıklarının nedenlerini bulmayı ve verici alıcı konseptiningeçerliliğini sınamayı amaçladık. Homo-oligomerler ve tiyofen (Th), pirol (Py),benzo[1,2-c;3,4-c']bis[1,2,5]-thidiazole (BBT) ve [1,2,5] thiadiazolo[3,4-b]thieno[3,4-e] pyrazine (TTP)'den oluşan, 1:1 ve 1:2 alıcı/verici oranına sahipolan ko-oligomerler yoğunluk fonksiyonel teorisi kullanılarak incelenmiştir.Polimerlerin bant aralıkları B3P86-30% /CEP-31g* teori seviyesinde HOMO-LUMO enerji farklarını ikinci dereceden polinom fit yapılarak tahmin edilmeyeçalışılmıştır.Teorik araştırma, bant aralığı düşüşündeki esas nedenin verici alıcı konseptiolmadığını ve bu konseptteki bant genişlemesi öngörüsünün de geçerli olmadığınıgöstermiştir. Bant aralığındaki daralmanın nedenleri kinoid geometri etkisi vesıralı bağ uzunluğu değişim farkının azalmasıdır.
Özet (Çeviri)
ABSTRACTA DENSITY FUNCTIONAL STUDY ON NARROWBAND GAP DONOR-ACCEPTOR TYPE CONDUCTING POLYMERSOZAN KARALTIM. S. in ChemistrySupervisor: Assoc. Prof. Dr. Ulrike SalznerAugust 2004The band gap is one of the most important factors for controlling the physicalproperties. The search for polymers having narrow band gaps is a current topic.Tuning of the band gap by structural modification is possible. There are someapproaches used for designing narrow band gap polymers. One of the approachesused for designing low band gap polymers is the donor acceptor concept where itis thought that regularly alternating conjugated donor and acceptor like moietiesin a conjugated chain will induce a small band gap and at the same time will leadto widening of the valence and conduction bands. Forcing the polymers to adoptunfavorable structures and decreasing the bond length alternation along theconjugated backbone are other two methods used for synthesizing narrow bandgap polymers.Yamashita et al. synthesized copolymers composed of benzobis(1,2,5-thiadiazole) and [1,2,5] thiadiazolo[3,4-b]thieno[3,4-e] pyrazine units as acceptorand thiophene and pyrrole units as donors. These synthesized copolymers havevery narrow band gaps. The success with designing these systems were attributedto the donor-acceptor concept.We intended to understand the reasons for narrow band gaps and to determinewhether donor acceptor concept is valid. Density functional theory (DFT)iiicalculations were performed for homo and co-oligomers (having 1:1 and 1:2acceptor to donor ratios) of thiophene (Th), pyrrole (Py), benzo[1,2-c;3,4-c']bis[1,2,5]-thidiazole (BBT) and [1,2,5] thiadiazolo[3,4-b]thieno[3,4-e]pyrazine (TTP) We estimated the band gaps of polymers by extrapolating theHOMO-LUMO gaps of the oligomers, using second degree polynomial fit, at theB3P86-30% /CEP-31g* level of theory.Theoretical analysis showed that the main reason for the band gap reduction is notthe donor-acceptor concept and the prediction of the band width widening is notvalid. Influence of the quinoid structures and reduce in the bond length alternationare the resons for the band gap reduction.
Benzer Tezler
- Understanding photoelectrochemical water oxidation reaction on BiVO4-based photoanodes
Fotoelektrokimyasal suyu ayrıştırma tepkimesinin BiVO4-bazlı fotoanotlar üzerinde incelenmesi
SİNEM APAYDIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
KimyaKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SARP KAYA
- Beyoğlu, Cezayir Çıkmazı ve çevresi kentsel yenileme alanı: Tarihsel gelişim ve koruma önerileri
Urban renewal area of Beyoğlu, Cezayir Cul-De-Sac and its vicinity historical development and conservation proposals
BETÜL ALİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DENİZ MAZLUM
- Elektron ışın kaynağı ve otomotiv endüstrisindeki uygulamaları
Başlık çevirisi yok
ERCAN CİHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELAHATTİN ANIK
- NiMn,NiMnP+ ve CrFe alaşım ince filmlerinde elektron spin rezonans (ESR) ve direnç ölçümleri
Başlık çevirisi yok
MUSTAFA ÖZDEMİR
Doktora
Türkçe
1998
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YILDIRHAN ÖNER
- Metal iyonlarının 1, 10-ferontrolin ile kompleks oluşturarak kopiler elektroforez yöntemi ile ayrılması ve tayini
Başlık çevirisi yok
AKIN ŞENEL