Solid-State Absorption, Luminescence, and Singlet Fission of Furanyl-Substituted Diketopyrrolopyrroles with Different π-Stacking Arrangements
ČlánekOmezený přístuppeer-reviewedpostprintdc.contributor.author | Kratochvíl, Matouš | cze |
dc.contributor.author | Thottappali, Muhammed A | cze |
dc.contributor.author | Luňák, Stanislav | cze |
dc.contributor.author | Pauk, Karel | cze |
dc.contributor.author | Rais, David | cze |
dc.contributor.author | Marková, Aneta | cze |
dc.contributor.author | Pfleger, Jiri | cze |
dc.contributor.author | Imramovský, Aleš | cze |
dc.contributor.author | Vala, Martin | cze |
dc.date.accessioned | 2024-08-24T07:19:43Z | |
dc.date.available | 2024-08-24T07:19:43Z | |
dc.date.issued | 2023 | eng |
dc.description.abstract | Small modifications of the diketopyrrolopyrrole (DPP) molecular structure induced remarkable changes in its spectral and photophysical behavior. Using furan (F) heterosubstitution instead of thiophene (T) substituent resulted in a small blue shift and decreased Huang-Rhys factor of the absorption spectra in solution, irrespectively to N,N'-alkyls. Branching of alkyl side chains by formal 2-ethylation of n-hexyl substituent (C6 to EH) switched the slipped-stack arrangement, irrespectively on the heteroatoms. Consequent changes in steady-state absorption spectra of thin films were interpreted using time dependent density functional theory calculations, carried out on model dimers. Solid-state luminescence is weak and partially dependent on an excitation wavelength. Singlet fission was observed by femtosecond transient absorption spectroscopy, with considerably different yields for variously pi-stacked FDPP-EH (30 %) and FDPP-C6 (160 %). The shape of triplet-triplet absorption spectra was also influenced by various pi-stacking. The results are discussed in terms of different mixing of both Frenkel and charge transfer states in model dimers and different excitonic and electronic coupling in both types of pi-stacks, visualized by natural transition orbitals. Furanyl-substituted diketopyrrolopyrroles (DPP) with different branching of the alkyl side chains were studied. Both formed two distinct types of pi-stacking leading to H-aggregates with considerably different energetics in terms of mixed lowest Frenkel and charge transfer (CT) states. The combined effect of the molecular structure and solid-state arrangement lead to fast and efficient CT mediated singlet fission, with one of the highest efficiencies (160 %) ever reported within the DPP family.image | eng |
dc.description.abstract-translated | Malé modifikace molekulární struktury diketopyrrolopyrrolu (DPP) vyvolaly výrazné změny v jeho spektrálním a fotofyzikálním chování. Použití furanové (F) heterosubstituce místo thiofenového (T) substituentu vedlo k malému modrému posunu a snížení Huang-Rhysova faktoru absorpčních spekter v roztoku, bez ohledu na N,N'-alkyly. Větvení alkylových postranních řetězců formální 2-ethylací n-hexylového substituentu (C6 na EH) změnilo uspořádání slip-stack, bez ohledu na heteroatomy. Následné změny v ustálených absorpčních spektrech tenkých vrstev byly interpretovány pomocí časově závislých výpočtů hustoty funkcionálu, provedených na modelových dimerech. Luminiscence v pevné fázi je slabá a částečně závislá na excitační vlnové délce. Štěpení singletu bylo pozorováno pomocí femtosekundové přechodové absorpční spektroskopie se značně odlišnými výtěžky pro různě π-skládaný FDPP-EH (30 %) a FDPP-C6 (160 %). Tvar triplet-triplet absorpčních spekter byl také ovlivněn různým π-skládáním. Výsledky jsou diskutovány z hlediska různého míšení jak Frenkelova stavu, tak stavu přenosu náboje v modelových dimerech a různé excitonické a elektronické vazby v obou typech π-složek, vizualizovaných přirozenými přechodovými orbitaly. | cze |
dc.format | p. e202300201 | eng |
dc.identifier.doi | 10.1002/cptc.202300201 | eng |
dc.identifier.issn | 2367-0932 | eng |
dc.identifier.obd | 39889182 | eng |
dc.identifier.scopus | 2-s2.0-85173874070 | eng |
dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10195/83710 | |
dc.identifier.wos | 001082536700001 | eng |
dc.language.iso | eng | eng |
dc.peerreviewed | yes | eng |
dc.project.ID | GA19-22783S/Molekulární materiály pro překonání Shockleyova-Queisserova limitu | eng |
dc.publicationstatus | postprint | eng |
dc.publisher | Wiley-VCH | eng |
dc.relation.ispartof | ChemPhotoChem, volume 7, issue: 12 | eng |
dc.relation.publisherversion | https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cptc.202300201 | eng |
dc.rights | Práce není přístupná | eng |
dc.subject | singlet fission | eng |
dc.subject | diketopyrrolopyrrole | eng |
dc.subject | solid state photophysics | eng |
dc.subject | aggregates | eng |
dc.subject | fluorescence | eng |
dc.subject | singletové štěpení | cze |
dc.subject | diketopyrrolopyrrol | cze |
dc.subject | fotofyzika pevných látek | cze |
dc.subject | agregáty | cze |
dc.subject | fluorescence | cze |
dc.title | Solid-State Absorption, Luminescence, and Singlet Fission of Furanyl-Substituted Diketopyrrolopyrroles with Different π-Stacking Arrangements | eng |
dc.title.alternative | Absorpce v pevném stavu, luminiscence a singletové štěpení furanylem substituovaných diketopyrrolopyrrolů s různými π-stacking.uspořádáními | cze |
dc.type | Article | eng |
Soubory
Původní svazek
1 - 1 z 1
Náhled není k dispozici
- Název:
- Kratochvil_ChemPhotoChem_2023_7_12_e202300201.pdf
- Velikost:
- 5.04 MB
- Formát:
- Adobe Portable Document Format