Electronic structure of p-type perylene monoimide-based donor–acceptor dyes on the nickel oxide (100) surface: a DFT approach

文献情報

出版日 2016-05-12
DOI 10.1039/C6CP02510B
インパクトファクター 3.676
著者

T. I. Hukka, T. T. Rantala


原文を見る

要旨

A p-type dye-sensitized solar cell, where the dye injects a hole into the semiconductor, could be combined with a typical Grätzel cell to create an efficient tandem device. However, the current p-type devices suffer from low efficiency. Here, geometries and electronic structures of four perylenemonoimide-based dyes (1–4) both as free and adsorbed on the NiO(100) semiconductor surface have been investigated to gain a better understanding of the p-type devices. In particular, the electronic transitions relevant to charge transfer between the dye and the surface have been identified. Excitations have been evaluated using the time-dependent DFT calculations, and the roles of frontier orbitals and band edges in transitions have been assessed. The adsorbed dyes can adopt either upright or slightly tilted geometries depending on the structure of the anchoring group and the binding mode of the dye. The adsorption slightly lowers the NiO band gap, from 4.06 eV to 3.90–3.96 eV, depending on the surface–adsorbate system and the band gaps of the dye molecules by 0.1–0.2 eV. Additionally, the adsorption mode of dye 1 moves the LUMO+1 level down by 0.5 eV. The effective mass of charge carrier holes is significantly smaller at the NiO surface than in the bulk indicating the importance of surface conductivity. We also found that the potential drop, i.e. the driving force for charge transfer from NiO to the dye molecule, depends on the adsorption mode of 1.

関連文献

Proton irradiation of DNA nucleosides in the gas phase

Jean-Christophe Poully, Jordan Miles, Simone De Camillis, Amine Cassimi, Jason B. Greenwood

2015-02-11 Paper

DOI: 10.1039/C4CP05303F

Direct observation of the growth and shrinkage of microtubules by single molecule Förster resonance energy transfer

Prasenjit Mondal, Shyamtanu Chattoraj, Rajdeep Chowdhury, Debmalya Bhunia, Surajit Ghosh, Kankan Bhattacharyya

2015-01-28 Communication

DOI: 10.1039/C4CP06031H

A QM:MM model for the interaction of DNA nucleotides with carbon nanotubes

Morteza Chehel Amirani, Tian Tang

2015-02-24 Paper

DOI: 10.1039/C4CP05222F

Molecular structure and thermal stability of the oxide-supported phosphotungstic Wells–Dawson heteropolyacid

Silvana R. Matkovic, Sebastián E. Collins, Adrián L. Bonivardi, Miguel A. Bañares, Laura E. Briand

2015-02-12 Paper

DOI: 10.1039/C4CP04455J

Electrical percolation thresholds of semiconducting single-walled carbon nanotube networks in field-effect transistors

Ho-Kyun Jang, Jun Eon Jin, Jun Hee Choi, Pil-Soo Kang, Do-Hyun Kim, Gyu Tae Kim

2015-01-28 Paper

DOI: 10.1039/C4CP05964F

Oxygen nonstoichiometry, the defect equilibrium model and thermodynamic quantities of the Ruddlesden–Popper oxide Sr3Fe2O7−δ

Yihan Ling, Fang Wang, Riyan Achmad Budiman, Takashi Nakamura, Koji Amezawa

2015-02-13 Paper

DOI: 10.1039/C4CP05719H

The reactions of N-methylformamide and N,N-dimethylformamide with OH and their photo-oxidation under atmospheric conditions: experimental and theoretical studies

Jens Hetzler, Tomáš Mikoviny, Armin Wisthaler, Claus J. Nielsen, Matthias Olzmann

2015-02-17 Paper

DOI: 10.1039/C4CP05805D

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

N,N-二乙基-4-ブロモナフサルレン-1-カルボニルアミドはどのように合成されますか?

N,N-二乙基-4-ブロモナフサルレン-1-カルボニルアミドは、4-ブロモナフサルビンとN,N-ジエチルアミド基を有する反応物を用いて合成されます。触媒の使用は...

1199773-48-24-bromo-N,N-diethyl-...
化合物よくある質問

大黄酚-8-O-葡萄糖苷の市場動向や研究トレンドはどうですか?

大黄酚-8-O-葡萄糖苷の市場は、医薬品、機能食品、研究化学物質としての需要が高まっています。特に、その抗炎症作用や抗ウイルス作用に関する研究が増えています。価...

13241-28-68-Hydroxy-6-methyl-9...
化合物よくある質問

アトラキュリウム不純物5塩酸塩の物理化学的性質は何ですか?

アトラキュリウム不純物5塩酸塩のCAS番号は2048273-58-9です。この化合物は結晶性であり、分子量は約435.4 g/molです。水に溶けやすく、反応性...

2048273-58-9Atracurium Impurity ...
化合物よくある質問

2-イソブチルシクロヘキサン酮とは何ですか?

2-イソブチルシクロヘキサン酮は、CAS番号39207-65-3の化合物で、化学式はC11H20Oです。この化合物は、有機合成化学において重要な原料として使用さ...

39207-65-32-Isobutyrylcyclohex...
化合物よくある質問

2-溴-6-甲基烟酸を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

この化合物は毒性と刺激性があります。密閉されたドラフトチャンバー内で処理し、PPE(ゴーグル、手袋)を使用してください。漏洩時は即座に通気し、適切な漏洩処理材を...

1060810-09-42-bromo-6-methylpyri...
化合物よくある質問

6-アミノニコニタルデオキシド塩化水和物の物理化学的性質は何ですか?

6-アミノニコニタルデオキシド塩化水和物のCAS番号は1588441-31-9です。この化合物は結晶性粉末で、分子量は220.63 g/molです。水に溶けやす...

1588441-31-96-Aminonicotinaldehy...
化合物よくある質問

塩酸中毒藜碱はどのように合成されますか?

塩酸中毒藜碱は、ピペリジンとピリジンの反応により合成されます。具体的には、ピペリジンとピリジンを反応させ、塩基触媒を使用してピペリジン環内 enters 3-ピ...

15251-47-52-(3-PYRIDINYL)PIPER...
化合物よくある質問

Methyl 4-(6-formyl-2-pyridinyl)benzoateに適用される法規ガイドラインは何ですか?

この化合物はCAS番号834884-81-0で、GHS分類では高毒性の危険性を持つと見なされます。REACH規則では登録が求められ、FDA/EPAでは環境、健康...

834884-81-0Methyl 4-(6-formyl-2...
化合物よくある質問

1-エチynyル-3-(三氟甲氧基)ベンゼンについて「に適用される法規ガイドラインは何ですか」

CAS番号 866683-57-0の1-エチynyル-3-(三氟甲氧基)ベンゼンは、GHS分類では易燃性化学品が該当し、REACH規則では特定の危険性を評価する...

866683-57-01-Ethynyl-3-(trifluo...
化合物よくある質問

メチル2-ブロモイソニコネートの代替品はありますか?

メチル2-ブロモイソニコネートの代替品には、メチルイソニコネートや他のブロモ化合物が含まれます。これらの代替物は、特定の用途に応じて選択されます。

26156-48-9Methyl 2-bromoisonic...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。