推/拉电子取代基对PCBM结构及光谱性质影响的理论研究

• 作者: 徐莹莹 李春敏 段雨爱 苏忠民 阚玉和
• 来源期刊: 高等学校化学学报
• 学科: 化学
• 关键词: [6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯 推-拉电子基团 重组能 电子吸收光谱 密度泛函理论
• 年，卷（期）: 2012,（3）
• 所属期刊栏目: 物理化学
• 页码范围: 591-597
• 分类号: O641
• 字数: 3873字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.030

摘要

应用密度泛函理论(DFT)方法计算[6,6]-苯基-C61 -丁酸甲酯(PCBM)及其苯环对位取代得到的4种衍生物的几何和电子结构.采用第一激发能校正了分子的最低未占据分子轨道(LUMO)能级,探讨了推/拉电子基团对分子前线轨道的影响.在全优化几何构型的基础上,采用含时密度泛函理论(TD-DFT)方法研究了电子吸收光谱特征和电荷转移态性质,并讨论了推/拉电子基团对体系电子吸收光谱性质的影响.通过对重组能和电子亲和势的计算,预测了PCBM与4种衍生物的电子能力及电子迁移率大小的关系.结果表明,在PCBM中,在苯环的对位引入推电子基团可以提高分子的前线轨道能级,改变前线轨道电子云分布,明显增强可见光范围内的吸收强度,增加可见光范围内的电荷转移吸收,且激发态的电荷转移随着引入基团推电子能力的增加而增强.化合物5的激发态分子内电荷转移性质最强,且具有较独特的光伏性质.而在同样位置引入拉电子基团,则降低了分子前线轨道能级对电子吸收光谱的影响.