Structural effects on the optoelectronic properties of thermally activated delayed fluorescence materials: A computational approach
Termal olarak aktive edilmiş gecikmeli floresans malzemelerinin optoelektronik özellikleri üzerine yapısal etkiler: Teorik bir yaklaşım
- Tez No: 896917
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ EROL YILDIRIM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 129
Özet
Bu çalışmada, moleküler yapıların termal olarak aktive edilmiş gecikmeli fluoresans (TADF) mekanizması üzerindeki etkisi incelenmiştir. Araştırma, deneysel olarak TADF özellikleri gösteren moleküller ve benzer optoelektronik özellikler sergileyebilecek türevleri üzerinde teorik hesaplamalar yapılmasını içermektedir. Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (DFT) ve Zaman Bağımlı Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (TD-DFT) kullanılarak, moleküllerin temel durum (S0) ve uyarılmış durum (S1 ve T1) geometrileri belirlenmiştir. Dikey ve adiabatik singlet-triplet bant aralığı (ΔEST), yeniden düzenleme enerjisi (λ) ve spin-orbit etkileşim matris elemanları (SOCME) gibi anahtar parametreler elde edilmiştir. Geri yönlü sistemler arası geçiş (RISC) hız sabitleri (kRISC), Fermi'nin Altın Kuralı ve Franck-Condon yaklaşımıyla yarı klasik Marcus teorisi kullanılarak türetilmiştir. Elde edilen sonuçlar, D-A-D tipi simetrik bir molekülde, bir simetrik donörün daha güçlü bir donör ile değiştirilmesinin S1 ve T1 geçiş enerjilerini azaltığını göstermektedir. Donör güçleri önemli ölçüde farklı olduğunda, daha güçlü donörün S1 geçiş enerjisini düşürme etkisinin T1 geçiş enerjisini düşürme etkisinden daha büyük olduğu bulunmuş ve bu durum dikey ΔEST değerlerinin düşmesine neden olmuştur. Aksine, simetrik D-A-D yapılarında bir donörün daha zayıf bir donör ile değiştirilmesi, S1 ve T1 geçiş enerjilerini artırmakta, ancak ΔEST'yi önemli ölçüde değiştirmemektedir. Özellikle, PTZ'de olduğu gibi ağır atom içeren görece daha zayıf bir donörün eklenmesi, SOCME değerini artırarak daha yüksek RISC hız sabitlerine yol açmaktadır. Bu nedenle, asimetrik D-A-D* tipi moleküllerde ağır atom içeren görece daha zayıf bir donör kullanmak, etkili TADF molekülleri geliştirmek için umut verici bir strateji olarak belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, the effect of molecular structures on the thermally activated delayed fluorescence (TADF) mechanism was investigated. The research involved theoretical calculations on molecules that have demonstrated TADF properties experimentally, as well as their derivatives that may exhibit similar optoelectronic characteristics. Using Density Functional Theory (DFT) and Time-Dependent Density Functional Theory (TD-DFT), the ground state (S0), and excited states (S1 and T1) geometries of the molecules were determined. Key parameters, including the vertical and adiabatic singlet-triplet band gap (ΔEST), reorganization energy (λ), and spin-orbit coupling matrix elements (SOCME) were obtained. Reverse intersystem crossing (RISC) rate constants (kRISC) were derived using Fermi's Golden Rule and semiclassical Marcus theory with Franck-Condon approximation. The results show that in a D-A-D type symmetric molecule, replacing one symmetric donor with a stronger donor decreases the S1 and T1 transition energies. When the donor strengths differ significantly, the effect of the stronger donor to lower the S1 transition energy was found to be greater than the effect to lower the T1 transition energy, resulting in lower vertical ΔEST values. Conversely, replacing a donor with a weaker one in symmetric D-A-D structures increases both S1 and T1 transition energies without significantly changing ΔEST. Notably, incorporating a relatively weaker donor containing a heavy atom, as in PTZ, enhances the SOCME value, leading to higher RISC rate constants. Thus, using a relatively weaker donor with a heavy atom in asymmetric D-A-D* type molecules is identified as a promising strategy for developing efficient TADF molecules.
Benzer Tezler
- Design and synthesis of push–pull chromophores: Effects of conjugation types on the optoelectronic properties
Başlık çevirisi yok
ÇAĞATAY DENGİZ
Doktora
İngilizce
2015
Kimya MühendisliğiEidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH)Prof. Dr. FRANÇOIS DIEDERICH
- Color tunable upconversion based white light properties of er-Tm-Yb phosphors and pmma nanocomposites
Er-Tm-Yb fosfor ve polimer nanokompozitlerde renk ayarlanabilir üst dönüşüm esaslı beyaz ışık özellikleri
SEVCAN TABANLI
Doktora
İngilizce
2019
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖNÜL ERYÜREK
- Growth and characterization of sol-gel derived Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) thin-films and beta irradiation effect
Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) ince filmlerin sol-jel tekniğiyle büyütülmesi, karakterizasyonu ve beta ışınlarının etkisinin incelenmesi
ŞENGÜL AKYOL
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
PROF. DR. NİLGÜN BAYDOĞAN
- Hydrothermal growth of ZnO nanowires enhanced characteristic properties
ZnO nanotellerin karakteristik özellikleri iyileştirilerek hidrotermal olarak büyütülmesi
ÜMÜŞ HALE TUĞRAL ARSLAN
Doktora
İngilizce
2020
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CÜNEYT ARSLAN
PROF. DR. NİLGÜN BAYDOĞAN
- Synthesis and investigation of transition metal oxide-doped heavy metal oxide glasses for their evaluation as large band gap semiconductors
Geçiş metal oksit katkılı ağır metal oksit camların geniş bant araliğina sahip yari iletkenler olarak değerlendirmesi amacıyla sentezi ve incelenmesi
NUŞİK GEDİKOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MİRAY ÇELİKBİLEK ERSUNDU