The effect of the dipole moment on hole conductivity of polycrystalline films of two anthracene derivatives

• Autorzy: Kania S. , Kościelniak-Mucha B. , Kuliński J. , Słoma P. , Wojciechowski K.

Warianty tytułu

PL

Wpływ momentu dipolowego na przewodnictwo dziur w warstwach polikrystalicznych dwu pochodnych antracenu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Hole mobility in the polycrystalline layers of anthrone and anthraquinone differs in one order of magnitude in spite of nearly the same crystalline structure. The origin of this difference was determined with use of the quantum-mechanical calculations carried out at the density functional theory level using the B3lYP functional in conjunction with the 6-311++G(d,p) basis set. Based on theses calculations, we suppose that these difference can result from the presence of the dipol moment in the anthrone molecules.

PL

Ruchliwości dziur w polikrystalicznych warstwach antronu i antrachinonu różnią się prawie o jeden rząd wielkości, pomimo niemal tej samej struktury krystalicznej. Źródło tej różnicy próbowano określić przy użyciu obliczeń kwantowo-mechanicznych przeprowadzonych na poziomie teorii funkcjonału gęstości (DFT) z wykorzystaniem funkcjonału B3LYP, stosując funkcje bazy 6-311++G(d,p). Na podstawie tych obliczeń przypuszczamy, że ta różnica jest wynikiem obecności momentu dipolowego w cząsteczkach antronu.

Słowa kluczowe

EN

charge carrier mobility; reorganization energy; transfer integral; anthrone; anthraquinone; TD-DFT; hole drift mobility; carrier transport; dipole moment; polycrystalline films

PL

ruchliwość nośników ładunku; energia reorganizacji; antron; antrachinon; TD-DFT; ruchliwość dryftowa dziur; transport nośników ładunku; moment dipolowy; warstwy polikrystaliczne

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej
• Czasopismo: Scientific Bulletin. Physics / Lodz University of Technology
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 38
• Strony: 27--36
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., il. kolor.

Twórcy

autor

Kania S.

• Institute of Physics, Lodz University of Technology, ul. Wólczańska 219, 90-924 Łódź, Poland
• Centre of Mathematics and Physics, Lodz University of Technology, al. Politechniki 11, 90-924 Łódź, Poland

autor

Kościelniak-Mucha B.

• Centre of Mathematics and Physics, Lodz University of Technology, al. Politechniki 11, 90-924 Łódź, Poland

autor

Kuliński J.

• Centre of Mathematics and Physics, Lodz University of Technology, al. Politechniki 11, 90-924 Łódź, Poland

autor

Słoma P.

• Centre of Mathematics and Physics, Lodz University of Technology, al. Politechniki 11, 90-924 Łódź, Poland

autor

Wojciechowski K.

• Centre of Mathematics and Physics, Lodz University of Technology, al. Politechniki 11, 90-924 Łódź, Poland

Bibliografia

• [1] Dadvand A., Moisev A.G., Sawabe K., Sun W-H., Djukic B., Chung I., Takenobu T., Rosei F., Perepichka D.F. 2012. Maximizing Field-Effect Mobility and Solid-State Luminescence in Organic Semiconductors. Angew. Chem. Int. Ed. 51: 3837-3841.
• [2] Aleshin A.N., Lee J.Y., Chu S.W., Kim J.S., Park Y.W. 2004. Mobility studies of field effect transistor structures based on single crystals, Appl. Phys. Lett. 84: 5383-5385.
• [3] Dexter DL. 1953. A Theory of Sensitized Luminescence in Solids. J. Chem. Phys. 21:836-850.
• [4] Förster T. 1948. Zwischenmolekulare Energiewanderung und Fluoreszenz. Ann Phys. 437:55-75.
• [5] Stehr V., Fink R.F., Tafipolski M., Deibel C., Engels B. 2016. Comparison of different rate constant expressions for the prediction of charge and energy transport in oligoacenes. WIREs. Comput. Mol. Sci. 6: 694-720.
• [6] Flack H.D. 1970. I. Refinement and thermal expansion coefficients of the structure of anthrone (20, -90°C) and comparison with anthraqiunone, Phil. Trans. A 266: 561-574.
• [7] Srivastava S.N. 1964. Three-dimensional refinement of the structure of anthrone. Acta Cryst. 17: 851-856.
• [8] Angyal C.L., Le Fevre R.J.W. 1950. The polarities of enols. J. Chem. Soc. 106: 562-564.
• [9] Marcus R.A. 1997. Electron transfer reactions in chemistry. Theory and experiment. Pure & Appl. Chem. 69: 13-29.
• [10] Hush N.S. 1958. Adiabatic Rate Processes at Electrodes. I. Energy-Charge Relationships, J. Chem. Phys. 28: 962-972.
• [11] Raughnath P., Reddy M.A., Gouri C., Bhanuprakash K., Rao V.J. 2006. Electronic properties of anthracene derivatives for blue light emitting electroluminescent layers in organic light emitting diodes: a density functional study. J. Phys. Chem. 110: 1152-1162.
• [12] Deng W-Q., Goddard III A. 2004. Predictions of Hole Mobilities in Oligoacene Organic Semiconductors from Quantum Mechanical Calculations. J. Phys. Chem. B 108: 8614-8621.
• [13] Kirkpatrick J., Nelson J. 2005. Theoretical study of the transfer integral and density of states in spiro-linked triphenylamine derivatives. Journal of Chemical Physics 123: 084703.
• [14] Becke A.D. 1993. Density-functional thermochemistry. III. The role of exact exchange. J. Chem. Phys. 98: 5648.
• [15] Lee C., Yang W. Parr R. 1988. Development of the Colle-Salvetti correlationenergy formula into a functional of the electron density. Phys Rev. B 37: 785-789.
• [16] Frisch M.J. et. al. 2009. Gaussian 09, Revision A.02, Gaussian Inc. Wallingford CT.
• [17] Kania S., Kościelniak-Mucha B., Kuliński J., Słoma P., Wojciechowski K. 2016. The effect of symmetry of a molecule electronic density on the dipole moment of unit cell, and hole conductivity of thin polycrystalline films of anthrone and anthraquinone. Sci. Bull. Lodz Univ. Tech. Physics 37: 49-64.
• [18] Kania S. 2014, Hole drift mobility in anthrone and anthrachinone layers with different structure. Sci. Bull. Lodz Univ. Tech. Physics 35: 17-24.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).