Design of new thermally activated delayed fluorescence materials for oled applications using computational chemistry
Oled uygulamalarında kullanılan yeni termal aktif gecikmeli floresan materyallerinin hesapsal yöntemler ile tasarımı
- Tez No: 539275
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ŞARON ÇATAK, PROF. DR. VİKTORYA AVİYENTE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 75
Özet
Bu çalışma, termal aktif gecikmeli floresan (TADF) özelliği gösteren on dört molekülün üç farklı tanımlayıcıya dayanarak; bükülme açısı,Phi-S ve singlet-triplet enerji seviyeleri arasındaki fark, yapılan kapsamlı bir teorik değerlendirmedir. Emisyon yapan molekuller Yogunluk Teorisi Fonksiyoneli ve farklı fonksiyoneller yardmıyla gaz fazında modellenmistir. Farklı DFT fonksiyonel incelemelerinin arasından en uygunu seçilerek tamamlanan konformasyon analizlerinden elde edilen geometriler uyarılmış hal incelemelerinde kullanılmış olup, donor (D) ile akseptör (A) grupları arasındaki bükülmezliğin tanımlayıcı bir elemanı olan büküm açısı incelenerek rapor edilmiştir. Takiben, uyarılmış hal durumları çözücü etkileri dikkate alınarak Zamana Bağlı Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (TD-DFT) ve Tamm-Dancoff Yaklaşımı (TDA) hesaplamaları ile yük transferi (CT) ve atomic orbitallerinin molekül üzerindeki hizalanmasına ek olarak, singlet-triplet seviyelerinin arasındaki enerji farklı tetkik edilerek sunulmuştur. Doğal geçiş orbitallerinin (NTO) popülasyon analizleri TDA ile hesaplamaları ile gerçekleştirilmiş olup, Phi-S değerleri iki farklı yük dağılımına istinaden; Löwdin ve Mulliken, rapor edilmiştir. Son olarak, TADF özelliği göstermeyen bir material üzerinde konjuge yapıya sahip bir molekülün ikame etkisi incelenmiştir. Tanımlayıcı analizleri, bükülme açısı değerlerinin ikame eden kalabalık yapıların moleküllere bükülme sağlayarak atomic orbitallerin dağılımını etkilediğini göstermiş olup, 0 ile 1 arasında değişken değerlere sahip ve ayrılma-eklenme yoğunlukları arasındaki fark olarak adlandırılan Phi-S değerleri, yüksek bükülme oranlarına sahip moleküllerde minimum orbital örtüşmesi ile daha düşük olup küçük enerji farklarına yol açmıştır. Düşük bükülme açılarına sahip moleküllerin orbitalleri arasındaki çakışma fazla olduğundan dolayı, enerji seviyeleri arasındaki fark yüksek olmuştur.
Özet (Çeviri)
This study is a theoretical assessment of thermally activated delayed fuorescence (TADF)features of fourteen molecules. The analysis based on three different descriptors; the twisting angle, Phi-S index and singlet-triplet band gap. The emitters are modelled by Density Functional Theory (DFT) at different levels of theories in vacuum. Conformational analyses that have been conducted at the most convenient level of theory revealed the most stable ground states geometries to be used in excited state investigations. The twisting angle as a defining element of rigidity, between donor (D) and acceptor (A) frameworks of molecules has been reported. Subsequently, the solvent effects have been taken into consideration at single point calculations in which excited state topologies have been analyzed by Time Dependent Density Functional Theory (TD-DFT) and Tamm-Dancoff Approximation (TDA) to show the charge transfer (CT) characters together with the alignment of frontier orbitals (FMOs) and singlet-triplet band gap of compounds have been introduced. Population analysis of Natural Transition Orbitals (NTOs) have been performed by TDA and Phi-S indices were reported by two different charge distributions; Löwdin and Mulliken. Lastly, the substitution effect of a conjugated moiety used for aggregation induced emission (AIE), namely AIEgens on non-TADF emitter was investigated. The descriptor analyses show that, twisting angle indicated the bulkiness of structures which gives rise to a highly twisted molecule with a suitable angle that directly effects the alignment of FMOs. The reported Phi-S values as indices reflecting the difference between the detachment and attachment densities, highly twisted structures have smaller values with a reduced orbital overlap which results in small singlet-triplet band gap. Note that compounds with low twisting angles have high molecular overlap densities together with large singlet-triplet band gaps.
Benzer Tezler
- Transparent graphene anodes for organic light emittingdiodes
Organik ışık yayan diyotlar için şeffafgrafen anotları
PARISA SHARIF
Doktora
İngilizce
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ORAL
- Red thermally activated delayed fluorescence emitters in organic light emitting diodes: a computational approach
Organik ışık yayan diyotlarda kırmızı renkte ışıma yapan termal aktif gecikmeli floresan materyalleri: hesaplamalı yaklaşım
CANSU DAL KAYNAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
KimyaBoğaziçi ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞARON ÇATAK
PROF. DR. VİKTORYA AVİYENTE
- New synthetic methodologies for benzoxazine based thermosets
Benzoksazin termosetleri için yeni sentez yöntemleri
KÜBRA DEMİR
- Çift katmanlı termal aktif bina sistemi tasarımı, termal analizi ve optimizasyonu
Design, thermal analysis and optimization of double layered thermally activated building system
OĞUZHAN ÇALIŞIR
Doktora
Türkçe
2021
EnerjiErciyes ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GAMZE GENÇ
- High performance benzoxazine thermosets from monomers having phenolic groups and asymmetric structure
Yüksek performanslı termosetler olarak fenolik ve asimetrik benzoksazin monomerleri sentezi
BAHAR GÜMÜŞ