摘要

酞菁钛及其定制的外围取代配合物电荷迁移率的密度泛函理论研究

作者(年代):Jeffrey Roshan de Lile和Su Zhou

我们最近的理论模拟表明，酞菁钛可以作为聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)的氧还原催化剂。然而，氯取代单态Ti(II)Pc配合物和三态Ti(II)Pc配合物自发还原过氧化物的高电子转移能力的来源仍然不清楚。因此，我们通过密度泛函理论计算，研究了Ti(IV)Pc及其定制的外围取代配合物作为酞菁钛的代表化合物的电荷迁移率、重组能和电子耦合。此外，对氧化(酞菁)钛(IV) (TiOPc)凸凹化合物进行了研究，对该方法进行了比较。预测了与TiOPc电子转移相关的较高电荷迁移率和重组能。在此基础上，将三态Ti(II)Pc及其定制的外围取代配合物的重组能与Ti(IV)Pc配合物进行了比较，以了解电荷迁移率。氯取代配合物具有较高的电子偶联性，比其他卤素具有更高的电子跳速率。同样，弱给电子甲基增加了电子传递速率。此外，卤素取代Ti(II)Pc配合物具有较低的重组能。氯取代Ti(II)Pc配合物的重组能最低，为0.09 eV。 Therefore, higher electronic coupling and lower reorganization energies can be considered as the origin of higher electron transfer ability of these complexes. Furthermore, increase electron hopping rate due to weak electron-donating substituents provide a method to produce efficient n-channel organic field-effect transistors with higher electron mobility.