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基于三环非经典噻吩的低能带隙低聚物的分子设计及DFT研究
  • ISSN号:1001-4160
  • 期刊名称:《计算机与应用化学》
  • 时间:0
  • 分类:O641[理学—物理化学;理学—化学] O621.13[理学—有机化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]重庆三峡学院化学与环境工程学院,重庆404100
  • 相关基金:重庆三峡学院重点项目(11ZD.10);国家自然科学基金(21073144)
作者: 傅杨武[1]
中文摘要:

以[1,2,5]噻重氮并[3,4-b]噻吩并[3,4-e]吡嗪(TTP)为受体,以噻吩并[3,2-b]噻吩(TT)、噻吩(Th)、吡咯(Py)和呋喃(Fu)为供体,设计了四类供体-受体型共轭低聚物。采用杂化的密度泛函方法(B3L,YP),研究了六类低聚物的电子结构和性质。AIM分析显示,随着聚合度增加,体系共轭程度增强。随着聚合度增加,低聚物的HOMO-LUMO能级差逐渐减小,电离能降低,电子亲和势增大。Py不但是一个强的电子供体,也是一个潜在的氢键供体。在含Py结构单元的低聚物中,由于分子内氢键的存在使这类低聚物具有较大的分子内电荷迁移值。所设计的4种基于TTP的四聚体均具有较小的HOMO-LUMO能级差(〈0.5 eV),因此其相应的聚合物的能隙会更小,可能是潜在的导电聚合物材料。

英文摘要:

Four types of donor-acceptor conjugated oligomers were designed by choosing [1,2,5]thiadiazolo[3,4-b]thieno[3,4-e]pyrazine as the acceptor and thieno[3,2-b]thiophene (TT), thiophene (Th), pyrrole (Py) or furan (Fu) as the donor unit. The B3LYP method is employed to investigate the electronic structure and properties of the designed oligomers. The AIM topological analysis analysis show that the conjugational degree is increased with main chain extension and thus leads to a decrease in HOMO-LUMO energy separation. The vertical ionization potential decrease and the vertical electron affinity of these oligomers increase with an increase in polymeric number. It is also found that the intramolecular hydrogen bond plays a crucial role on the geometric and the intramolecular charge transfer of the TTP-based oligomers. The unusually large intramolecular charge transfer caused by the intramolecular hydrogen bond reveals that pyrrole is not only a strong electron donor but also a potential hydrogen bond donor. The theoretical results suggest the corresponding copolymers of the designed oligomers should be the good candidates for conducting materials due to the narrow HOMO-LUMO energy separation (〈 0.5 eV).

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期刊信息
  • 《计算机与应用化学》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院过程工程研究所
  • 主编:王基铭
  • 地址:北京中关村北二街1号
  • 邮编:100080
  • 邮箱:jshx@home.ipe.ac.cn
  • 电话:010-62558482
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-4160
  • 国内统一刊号:ISSN:11-3763/TP
  • 邮发代号:82-500
  • 获奖情况:
  • 1991年中国科学院优秀期刊三等奖,2000年中国科学院优秀期刊三等奖,1998年中国科技期刊影响因子工程类第二名,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:9060