中国科学院大学彭谦/黄辉 Nat. Commun.:用于调节有机半导体光电特性的分子内非共价相互作用的分子描述符
2023-05-11 来源:高分子科技
近年来,分子内非共价相互作用(构象锁)已成为调节有机半导体材料结构与光电性能的重要手段。然而,在有机/聚合物半导体中,分子几何结构、非共价相互作用强度与光电性能之间缺乏深刻的理解和直接的定量关系,甚至这种作用的本质是由轨道重叠还是静电相互作用引起的,仍存在争议。此外,由于分子内非共价相互作用是一种非常弱的力,实验上很难给予直接表征,理论上精确描述它也极具挑战性。
图1. 研究的56个体系的分子结构
图2. 描述符的建立,其值与弱相互作用能、光激发重整能及电荷传输重整能的之间的关系
图3. 单晶结构和在d2-tetrachloroethane中的NOESY 1H-1H NMR光谱
图4. 描述符在已报道化合物中的应用
总之,这项工作建立了一个简单的分子描述符,在分子结构、非共价相互作用强度及发光/电荷传输性能之间架起了一座桥梁,这对于高性能有机半导体的分子设计和大规模的分子筛选具有重要意义。
该工作以“A molecular descriptor of intramolecular noncovalent interaction for regulating optoelectronic properties of organic semiconductors”为题发表在Nature Communications上,博士研究生刘美惠为第一作者,硕士研究生韩笑为本文共同第一作者,黄辉教授和彭谦教授为共同通讯作者,中国科学院大学为第一完成单位。以上工作得到国家自然科学基金委、科技部、中科院及国科大的支持。
原文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-023-38078-4
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