📄Работа №195631
Тема: ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВИБРОННЫХ СПЕКТРОВ ПОГЛОЩЕНИЯ МОЛЕКУЛ БИСИНДОЛАНТРАЦЕНА И БИСКАРБАЗОЛАНТРАЦЕНА В РАМКАХ КВАНТОВОЙ ХИМИИ
Характеристики работы
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
Физика
Объем:
36 листов
Год:
2018
Просмотров:
58
4750
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Реферат
ВВЕДЕНИЕ 3
1 Теория вибронных спектров 5
1.1 Адиабатическое приближение 5
1.2 Метод Хартри-Фока 6
1.3 Электронные переходы в молекулах 9
1.4 Эффект Душинского 11
2 Методы теории функционалов плотности 12
2.1 Метод функционала плотности (DFT) 12
2.2 Не стационарная теория функционала плотности (TDDFT) 14
2.3 Базисные наборы 15
3 Результаты и обсуждение 17
3.1 Молекулярная структура молекул бисиндолантрацена и
бискарбазолантрацена 17
3.2 Вибронные спектры молекулы бисиндолантрацена 20
3.3 Вибронные спектры молекулы бискарбазолантрацена 23
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 27
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 28
ПРИЛОЖЕНИЕ 30
ВВЕДЕНИЕ 3
1 Теория вибронных спектров 5
1.1 Адиабатическое приближение 5
1.2 Метод Хартри-Фока 6
1.3 Электронные переходы в молекулах 9
1.4 Эффект Душинского 11
2 Методы теории функционалов плотности 12
2.1 Метод функционала плотности (DFT) 12
2.2 Не стационарная теория функционала плотности (TDDFT) 14
2.3 Базисные наборы 15
3 Результаты и обсуждение 17
3.1 Молекулярная структура молекул бисиндолантрацена и
бискарбазолантрацена 17
3.2 Вибронные спектры молекулы бисиндолантрацена 20
3.3 Вибронные спектры молекулы бискарбазолантрацена 23
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 27
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 28
ПРИЛОЖЕНИЕ 30
📖 Аннотация
В данной работе выполнено теоретическое моделирование вибронных спектров поглощения молекул бисиндолантрацена и бискарбазолантрацена методами квантовой химии. Актуальность исследования обусловлена перспективностью данных соединений в качестве эмиттеров синего света для органических светоизлучающих диодов (OLED), где существует потребность в стабильных и эффективных материалах, а также необходимостью теоретического обоснования наблюдаемой в экспериментах сложной вибронной структуры их электронных спектров. Основные результаты заключаются в успешном расчёте и анализе вибронных спектров с использованием метода TDDFT в приближении Франка-Кондона с учётом эффекта Душинского. Установлено хорошее согласие теоретических спектров с экспериментальными данными, выявлены различия в вибронной прогрессии для конкретных электронных переходов (S0→S1, S0→S4 для бисиндолантрацена и S0→S1, S0→S2, S0→S3 для бискарбазолантрацена), что объяснено изменениями геометрии молекул при возбуждении. Проведённый анализ колебательных мод показал, что вибронную структуру формируют преимущественно однократно возбуждённые моды, связанные с изгибными колебаниями C-H (~1400 см⁻¹) и высокочастотными колебаниями метильных заместителей (~3100 см⁻¹). Научная значимость работы состоит в углублении понимания связи между электронной структурой, колебательной динамикой и оптическими свойствами сложных органических хромофоров, в то время как практическая ценность заключается в предоставлении теоретического инструмента для направленного дизайна новых органических люминофоров для OLED-устройств. Исследование опирается на фундаментальные работы по органической электролюминесценции (Tang, VanSlyke), современные исследования спектроскопических свойств карбазол-содержащих систем (Cherpak et al.) и методологические разработки в области
📖 Введение
Светоизлучающие диоды являются наиболее актуальным направлением в области технологии светоизлучающих элементов отображения информации [1]. Среди них стоит отметить органические светодиоды (ОЛЕД) [1-6], которые имеют преимущества по сравнению с неорганическими светодиодами, так как их синтез сравнительно дешев и безопасен [7]. Поэтому, поиск новых органических соединений, на которых могут быть созданы ОЛЕДы являются актуальным.
Недавно были синтезированы новые соединения бисиндолантрацена и бискарбазолантрацена, на основе которых были созданы органические светодиоды ОЛЕД. и показано, что данные ОЛЕД устройства люминесцируют в синем диапазоне, что актуально в настоящее время, т.к. для красного и зеленого света уже есть стабильные и эффективные осветительные устройства. В работах [8, 9] были исследованы их
электронные спектры поглощения и излучения в растворителях экспериментальными методами, а также спектры электролюминесценции. Помимо этого, вычислены энергии вертикальных электронных переходов и сил осцилляторов. Экспериментально было показано, что электронные спектры имеют ярко выраженную вибронную прогрессию, которая требует теоретического обоснования. В связи с этим является актуальным проведение исследования электронно-колебательных (вибронных) свойств рассматриваемых молекул современными теоретическими методами. Проведение данного исследования позволит изучить не только их вибронные свойства, но и поможет понять природу спектров электролюминесценции молекул бисиндолантрацена и
бискарбазолантрацена, а также излучательные свойства, созданных на их основе органических светодиодов (ОЛЕД).
Данные вибронные спектры могут быть смоделированы в рамках методов квантовой химии. Конкретно, могут быть вычислены энергии вертикальных электронных переходов, колебательные факторы и формы полос спектров. В настоящее время такая возможность существует только в определенных квантово-химических программах. Наиболее полно расчет характеристик вибронных спектров реализован в квантовохимическом программном пакете GAUSSIAN [10]. В отличие от вычислений только вертикальных электронных переходов моделирование вибронных спектров позволяет наиболее точно сопоставлять получаемые модельные спектры с экспериментальными спектрами. Кроме того, расчет характеристик электронно-колебательных спектров поглощения и излучения дает дополнительную информацию для понимания природы спектров электролюминесценции.
Таким образом, целью данной работы является теоретическое моделирование электронно-колебательных (вибронных) спектров поглощения органических молекул бисиндолантрацена и бискарбазолантрацена теоретическими методами квантовой химии.
Недавно были синтезированы новые соединения бисиндолантрацена и бискарбазолантрацена, на основе которых были созданы органические светодиоды ОЛЕД. и показано, что данные ОЛЕД устройства люминесцируют в синем диапазоне, что актуально в настоящее время, т.к. для красного и зеленого света уже есть стабильные и эффективные осветительные устройства. В работах [8, 9] были исследованы их
электронные спектры поглощения и излучения в растворителях экспериментальными методами, а также спектры электролюминесценции. Помимо этого, вычислены энергии вертикальных электронных переходов и сил осцилляторов. Экспериментально было показано, что электронные спектры имеют ярко выраженную вибронную прогрессию, которая требует теоретического обоснования. В связи с этим является актуальным проведение исследования электронно-колебательных (вибронных) свойств рассматриваемых молекул современными теоретическими методами. Проведение данного исследования позволит изучить не только их вибронные свойства, но и поможет понять природу спектров электролюминесценции молекул бисиндолантрацена и
бискарбазолантрацена, а также излучательные свойства, созданных на их основе органических светодиодов (ОЛЕД).
Данные вибронные спектры могут быть смоделированы в рамках методов квантовой химии. Конкретно, могут быть вычислены энергии вертикальных электронных переходов, колебательные факторы и формы полос спектров. В настоящее время такая возможность существует только в определенных квантово-химических программах. Наиболее полно расчет характеристик вибронных спектров реализован в квантовохимическом программном пакете GAUSSIAN [10]. В отличие от вычислений только вертикальных электронных переходов моделирование вибронных спектров позволяет наиболее точно сопоставлять получаемые модельные спектры с экспериментальными спектрами. Кроме того, расчет характеристик электронно-колебательных спектров поглощения и излучения дает дополнительную информацию для понимания природы спектров электролюминесценции.
Таким образом, целью данной работы является теоретическое моделирование электронно-колебательных (вибронных) спектров поглощения органических молекул бисиндолантрацена и бискарбазолантрацена теоретическими методами квантовой химии.
✅ Заключение
В магистерской работе были изучены вибронные спектры поглощения двух недавно синтезированных ОЛЕД на базе молекул бисиндолантрацена и бискарбазолантрацена в рамках методов квантовой химии. Для расчета был использован метод TDDFT, который учитывает приближение Франка-Кондона с включением в вычислительную процедуру эффекта Душинского. Изученные молекулы демонстрируют сложные спектры поглощения в ближней УФ и видимой области спектра, а также явную вибронную структуру. Моделирование вибронных спектров показало, что положение полос вибронных спектров хорошо согласуется с экспериментальными спектрами для обеих молекул. Расчет показал, что для молекулы бисиндолантрацена есть ярко выраженная вибронная прогрессии для электронных переходов So—S1, S0 >S4, однако нет вибронной прогрессии для перехода So >S2, что обусловлено относительно малом изменении геометрии молекулы при данном переходе. Для молекулы бискарбазолантрацена наблюдается четкая вибронная прогрессия для электронных переходов So——Si и So——S2, So——Ss.
Также было показано, что вибронная прогрессия обеих обусловлена однократно возбужденными колебательными модами, что позволило интерпретировать наблюдаемые спектры исследуемых молекул. Проведенный анализ показал также, что для рассмотренных молекул вибронную прогрессию дают два типа колебательных мод (одни моды образованы изгибными колебаниями С-Н около 1400 см-1, другие моды образованы высокочастотными колебаниями метильных заместителей СН3 около 3100 см-1).
По результатам магистерской диссертации была подготовлена статья [25].
Также было показано, что вибронная прогрессия обеих обусловлена однократно возбужденными колебательными модами, что позволило интерпретировать наблюдаемые спектры исследуемых молекул. Проведенный анализ показал также, что для рассмотренных молекул вибронную прогрессию дают два типа колебательных мод (одни моды образованы изгибными колебаниями С-Н около 1400 см-1, другие моды образованы высокочастотными колебаниями метильных заместителей СН3 около 3100 см-1).
По результатам магистерской диссертации была подготовлена статья [25].
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.