Фотореакції макроциклічних сполук на поверхні вюрциту (1010) – взаємовплив конформації та електронних ефектів
Macrocyclic dyes such as phthalocyanine and porphyrin molecules are modeled on (1010) wurzite surfaces using the DFT and molecular dynamics approaches. It is found that the single dye anchored on the wurtzite surface stabilizes in an inclined geometry with its core facing the surface at a tilting an...
Gespeichert in:
| Datum: | 2019 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | English |
| Veröffentlicht: |
Publishing house "Academperiodika"
2019
|
| Online Zugang: | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2018114 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Journal of Physics |
Institution
Ukrainian Journal of Physics| id |
ujp2-article-2018114 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| spelling |
ujp2-article-20181142019-02-22T14:52:08Z Photoreactions of Macrocyclic Dyes on (1010) Wurtzite Surface – Interplay Between Conformation and Electronic Effects Фотореакції макроциклічних сполук на поверхні вюрциту (1010) – взаємовплив конформації та електронних ефектів Golovanova, V. V. Nazarchuk, B. V. Postnyi, O. V. Rantala, T. T. Tkachenko, N. V. Golovanov, V. V. macrocyclic dyes wurzite electron transfer DFT - Macrocyclic dyes such as phthalocyanine and porphyrin molecules are modeled on (1010) wurzite surfaces using the DFT and molecular dynamics approaches. It is found that the single dye anchored on the wurtzite surface stabilizes in an inclined geometry with its core facing the surface at a tilting angle of ca 60∘. The tilting of the dye relative to the crystal surface has a dual effect on the charge transfer from a chromophore to the semiconductor. Increasing the tilting angle leads to a stronger coupling between the lowest level of the semiconductor conduction band and dye’s LUMO, thus raising the tunneling probability of the electron injection. By contrast, the electrostatic interaction between units upon the tilting of macrocycles results in a lowering of the molecule LUMO level with respect to the conduction band minimum of the wurzite crystal, which may hinder the electron transfer. The type of a linker and peripheral substituents significantly affect the mutual conformation of the moieties, and their proper choice can facilitate the photoinduced charge transfer reactions. Макроциклiчнi сполуки, такi як фталоцiанiн та порфiрин було змодельовано за допомогою методiв функцiонала електронної густини та молекулярної динамiки на поверхнi вюрциту (1010). Було виявлено, що окрема молекула на поверхнi вюрциту стабiлiзується у нахиленому станi пiд кутом 60∘ мiж ї ї кiльцем та поверхнею. Нахил молекули вiдносно поверхнi кристала двояко впливає на перенос заряду з хромофора до напiвпровiдника. Збiльшення кута нахилу призводить до бiльш сильної взаємодiї мiж нижчим рiвнем зони провiдностi напiвпровiдника та LUMO молекули, таким чином пiдвищуючи ймовiрнiсть тунелювання електрона та його iнжекцiї. З iншого боку, при нахилi макроциклу зростає електростатична взаємодiя мiж молекулою та поверхнею кристала, що призводить до зниження LUMO молекули по вiдношенню до мiнiмуму зони провiдностi вюрциту, що, в свою чергу, може перешкоджати переносу електрона. Тип лiнкера та периферiйнi групи можуть значно впливати на взаємне розташування фрагментiв системи, та їх правильний вибiр може сприяти фотоiндукованим реакцiям переносу заряду. Publishing house "Academperiodika" 2019-01-30 Article Article Original Research Article (peer-reviewed) Оригінальна дослідницька стаття (з незалежним рецензуванням) application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2018114 10.15407/ujpe64.1.63 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 64 No. 1 (2019); 63 Український фізичний журнал; Том 64 № 1 (2019); 63 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe64.1 en https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2018114/1318 Copyright (c) 2019 Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, National Academy of Sciences of Ukraine |
| institution |
Ukrainian Journal of Physics |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2019-02-22T14:52:08Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic_facet |
macrocyclic dyes wurzite electron transfer DFT - |
| format |
Article |
| author |
Golovanova, V. V. Nazarchuk, B. V. Postnyi, O. V. Rantala, T. T. Tkachenko, N. V. Golovanov, V. V. |
| spellingShingle |
Golovanova, V. V. Nazarchuk, B. V. Postnyi, O. V. Rantala, T. T. Tkachenko, N. V. Golovanov, V. V. Фотореакції макроциклічних сполук на поверхні вюрциту (1010) – взаємовплив конформації та електронних ефектів |
| author_facet |
Golovanova, V. V. Nazarchuk, B. V. Postnyi, O. V. Rantala, T. T. Tkachenko, N. V. Golovanov, V. V. |
| author_sort |
Golovanova, V. V. |
| title |
Фотореакції макроциклічних сполук на поверхні вюрциту (1010) – взаємовплив конформації та електронних ефектів |
| title_short |
Фотореакції макроциклічних сполук на поверхні вюрциту (1010) – взаємовплив конформації та електронних ефектів |
| title_full |
Фотореакції макроциклічних сполук на поверхні вюрциту (1010) – взаємовплив конформації та електронних ефектів |
| title_fullStr |
Фотореакції макроциклічних сполук на поверхні вюрциту (1010) – взаємовплив конформації та електронних ефектів |
| title_full_unstemmed |
Фотореакції макроциклічних сполук на поверхні вюрциту (1010) – взаємовплив конформації та електронних ефектів |
| title_sort |
фотореакції макроциклічних сполук на поверхні вюрциту (1010) – взаємовплив конформації та електронних ефектів |
| title_alt |
Photoreactions of Macrocyclic Dyes on (1010) Wurtzite Surface – Interplay Between Conformation and Electronic Effects |
| description |
Macrocyclic dyes such as phthalocyanine and porphyrin molecules are modeled on (1010) wurzite surfaces using the DFT and molecular dynamics approaches. It is found that the single dye anchored on the wurtzite surface stabilizes in an inclined geometry with its core facing the surface at a tilting angle of ca 60∘. The tilting of the dye relative to the crystal surface has a dual effect on the charge transfer from a chromophore to the semiconductor. Increasing the tilting angle leads to a stronger coupling between the lowest level of the semiconductor conduction band and dye’s LUMO, thus raising the tunneling probability of the electron injection. By contrast, the electrostatic interaction between units upon the tilting of macrocycles results in a lowering of the molecule LUMO level with respect to the conduction band minimum of the wurzite crystal, which may hinder the electron transfer. The type of a linker and peripheral substituents significantly affect the mutual conformation of the moieties, and their proper choice can facilitate the photoinduced charge transfer reactions. |
| publisher |
Publishing house "Academperiodika" |
| publishDate |
2019 |
| url |
https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2018114 |
| work_keys_str_mv |
AT golovanovavv photoreactionsofmacrocyclicdyeson1010wurtzitesurfaceinterplaybetweenconformationandelectroniceffects AT nazarchukbv photoreactionsofmacrocyclicdyeson1010wurtzitesurfaceinterplaybetweenconformationandelectroniceffects AT postnyiov photoreactionsofmacrocyclicdyeson1010wurtzitesurfaceinterplaybetweenconformationandelectroniceffects AT rantalatt photoreactionsofmacrocyclicdyeson1010wurtzitesurfaceinterplaybetweenconformationandelectroniceffects AT tkachenkonv photoreactionsofmacrocyclicdyeson1010wurtzitesurfaceinterplaybetweenconformationandelectroniceffects AT golovanovvv photoreactionsofmacrocyclicdyeson1010wurtzitesurfaceinterplaybetweenconformationandelectroniceffects AT golovanovavv fotoreakcíímakrociklíčnihspoluknapoverhnívûrcitu1010vzaêmovplivkonformacíítaelektronnihefektív AT nazarchukbv fotoreakcíímakrociklíčnihspoluknapoverhnívûrcitu1010vzaêmovplivkonformacíítaelektronnihefektív AT postnyiov fotoreakcíímakrociklíčnihspoluknapoverhnívûrcitu1010vzaêmovplivkonformacíítaelektronnihefektív AT rantalatt fotoreakcíímakrociklíčnihspoluknapoverhnívûrcitu1010vzaêmovplivkonformacíítaelektronnihefektív AT tkachenkonv fotoreakcíímakrociklíčnihspoluknapoverhnívûrcitu1010vzaêmovplivkonformacíítaelektronnihefektív AT golovanovvv fotoreakcíímakrociklíčnihspoluknapoverhnívûrcitu1010vzaêmovplivkonformacíítaelektronnihefektív |
| first_indexed |
2025-10-02T01:13:57Z |
| last_indexed |
2025-10-02T01:13:57Z |
| _version_ |
1851765035777392640 |