Investigating the photophysical properties of benzophenone based TADF emitters: A computational approach
Benzofenon tabanlı TADF yayıcıların fotofiziksel özelliklerinin incelenmesi: Hesapsal bir yaklaşım
- Tez No: 668314
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ŞARON ÇATAK, PROF. DR. VİKTORYA AVİYENTE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 142
Özet
Bu çalışmada, elektron alıcı birim olarak benzofenon veya türevlerini içeren bir dizi TADF ve TADF olmayan yayıcı hesapsal yöntemler uygulanarak araştırılmıştır. Temel hal (S0) ve ilk triplet uyarılmış hal (T1) geometrilerini optimize etmek için M06- 2X/6-31+G(d,p) yöntemi kullanılmış ve çözücü etkileri kapalı çözümlü olarak dikkate alınmıştır. Ayrıca, çeşitli TADF tanımlayıcıları belirlenmiş ve araştırılmıştır. Sınır orbitallerin uzaysal ayrımı hakkında fikir edinmek için verici ve alıcı birimler arasındaki bükülme açıları ölçülmüştür. Absorpsiyon spektrumları, dinamik efektleri içerecek şekilde Wigner dağılımı uygulanarak oluşturulmuştur. Singlet-triplet enerji aralıkları (∆EST), Tamm-Dancoff Yaklaşımı (TDA) kullanılarak hesaplanmıştır. Sınır orbitaller arasındaki örtüşme miktarını inceleyebilmek için, doğal geçiş orbitalleri (NTO'lar) ve φS indeksleri raporlanmıştır. Son olarak, RISC olasılıklarını değerlendirebilmek için spin-yörünge etkileşimi (SOC) sabitleri hesaplanmıştır. Tanımlayıcı analizine ek olarak, deneysel verilere göre en uygun fonksiyonelleri belirleyebilmek adına kıyaslama hesaplamaları yapılmıştır. Bu amaçla, B3LYP, PBE0, BLYP ve M06-2X fonksiyonelleri ve 6-31+G(d,p) baz seti ile uyarılmış hal hesaplamaları yapılmıştır. Sonuçlar açıkça göstermektedir ki, moleküler yapının bükülmezliği ve sınır orbitallerin uzaysal olarak ayrışması, TADF emisyonuna neden olan fotofiziksel süreçlerin verimliliğini etkileyen en önemli faktörlerdir. Bu çalışmada kullanılan hesapsal yöntemler ve fotofiziksel tanımlayıcılar, deneysel bulguları iyi bir şekilde yeniden ürettikleri için yeni TADF materyallerinin tasarımına katkıda bulunabilir.
Özet (Çeviri)
In this study, several TADF and non-TADF emitters containing benzophenone or its derivatives as the electron acceptor units have been investigated by implementing computational methods. M06-2X/6-31+G(d,p) method has been used to optimize ground state (S0) and first triplet excited state (T1) geometries, and solvent effects have been taken into account implicitly. Furthermore, a wide range of TADF descriptors have been determined and investigated. Torsion angles between the donor and acceptor units have been measured to gain insight into the spatial separation of the frontier orbitals. Absorption spectra have been generated by implementing Wigner distribution to include dynamic effects. Singlet-triplet energy gaps (∆EST) have been calculated by employing Tamm-Dancoff Approximation (TDA). Natural transition orbitals (NTO) and φS indices have been computed to examine the amount of overlap between the frontier orbitals. Lastly, spin-orbit coupling (SOC) constants have been calculated to assess the RISC possibilities. In addition to the descriptor analysis, benchmark calculations have been performed to determine the most suitable functionals with respect to experimental data. With this purpose, excited state calculations have been carried out with B3LYP, PBE0, BLYP and M06-2X functionals together with 6-31+G(d,p) basis set. The results clearly indicate that rigidity of the molecular structure and spatial separation of the frontier orbitals are the most important factors that influence the efficiencies of the photophysical processes which cause TADF emission. The computational methods and photophysical descriptors employed in this study may contribute to the design of novel TADF materials as they reproduce well the experimental findings.
Benzer Tezler
- Polimerik fotobaşlatıcıların sentezi ve fotofiziksel ve fotokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Synthesis and investigation of photochemical and photophysical properties of polymeric photoinitiator
İSMAİL GÖKHAN TEMEL
- Investigations on photophysical and photochemical properties of solar dehydrogenation reaction and low-affinity Ca2+ indicators
Güneş ışınımlı dehidrojenleme reaksiyonu ve düşük affiniteye sahip Ca2+ indikatörlerin fotofiziksel ve fotokimyasal özellikleri üzerine incelemeler
NESİBE AVCIBAŞI
- Investigating the photophysical properties of novel chlorin derivatives as photosensitizer molecules for photodynamic therapy
Yeni klorin türevlerinin fotofiziksel özelliklerinin fotodinamik terapi i̇çin aday fotosensitizer molekülleri olarak araştirilmasi
MERT BOZOFLU
- Photophysical properties and ultrafast excited-state dynamisc of new organoboron derivatives
Yeni organoboron türevlerinin fotofiziksel özellikleri ve ultra hızlı uyarılmış durum dinamikleri
EMRAH ÖZCAN
- Uygulama alanlarına yönelik entegre kromofor sistemlerin geliştirilmesi
Development of integrated chromophore systems for application purposes
EFDAL TEKNİKEL
