Understanding and Controlling Short- and Long-Range Electron/Charge-Transfer Processes in Electron Donor–Acceptor Conjugates

化学 微秒 超快激光光谱学 分子线 电子转移 光化学 接受者 电子 电子受体 电子供体 乙炔 背景(考古学) 单重态 马库斯理论 化学物理 原子物理学 光谱学 反应速率常数 激发态 分子 有机化学 动力学 古生物学 量子力学 催化作用 凝聚态物理 物理 生物 天文
作者
Ramandeep Kaur,Fabio Possanza,Limosani Francesca,Stefan Bauroth,R. Zanoni,Timothy Clark,Giorgio Arrigoni,Pietro Tagliatesta,Dirk M. Guldi
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:142 (17): 7898-7911 被引量:42
标识
DOI:10.1021/jacs.0c01452
摘要

We probed a series of multicomponent electron donor2–donor1–acceptor1 conjugates both experimentally and computationally. The conjugates are based on the light harvester and primary electron-donor zinc-porphyrin (ZnP, donor1) to whose β positions a secondary electron-donor ferrocene (Fc, donor2) and the primary electron-acceptor C60-fullerene (C60, acceptor1) are attached. Linking all of them via p-phenylene-acetylene/acetylene bridges of different lengths to gain full control over shuttling electrons and holes between C60, ZnP, and Fc is novel. Different charge-separation, charge-transfer, and charge-recombination routes have been demonstrated, both by transient absorption spectroscopy measurements on the femto, pico-, nano-, and microsecond time scales and by multiwavelength and target analyses. The molecular wire-like nature of the p-phenylene-acetylene bridges as a function of C60–ZnP and ZnP–Fc distances is decisive in the context of generating distant and long-lived C60•––ZnP–Fc•+ charge-separated states. For the first time, we confirm the presence of two adjacent charge-transfer states, a C60–ZnP•––Fc•+ intermediate in addition to C60•––ZnP•+–Fc, en route to the distant C60•––ZnP–Fc•+ charge-separated state. Our studies demonstrate how the interplay of changes in the reorganization energy and the damping factor of the molecular bridges, in addition to variation in the solvent polarity, affect the outcome of the charge-transfer and corresponding rate constants. The different regions of the Marcus parabola are highly relevant in this matter: The charge recombination of, for example, the adjacent C60•––ZnP•+–Fc charge-separated state is located in the inverted region, while that of the distant C60•––ZnP–Fc•+ charge-separated state lies in the normal region. Here, the larger reorganization energy of Fc relative to ZnP makes the difference.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
33完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
LGH完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
风华笔墨发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
3秒前
5秒前
Joe发布了新的文献求助10
6秒前
清爽的珍发布了新的文献求助10
7秒前
ypres完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
风华笔墨完成签到,获得积分10
10秒前
淡定的一德完成签到,获得积分10
10秒前
小苏完成签到 ,获得积分10
14秒前
Onlyxxl完成签到,获得积分10
14秒前
胖子张发布了新的文献求助10
14秒前
cdercder应助莫问采纳,获得10
15秒前
笨蛋没烦恼完成签到,获得积分10
16秒前
美丽的友安完成签到,获得积分10
16秒前
Joe完成签到,获得积分10
17秒前
MIN完成签到 ,获得积分10
17秒前
尘南浔完成签到,获得积分10
18秒前
cdercder应助nini采纳,获得10
21秒前
nannan0629完成签到,获得积分10
21秒前
Wen完成签到 ,获得积分10
22秒前
22秒前
科研通AI6.1应助刘之捷采纳,获得10
22秒前
清爽的珍完成签到,获得积分20
22秒前
酷炫的大碗完成签到,获得积分10
22秒前
万里青山完成签到,获得积分10
24秒前
Nancy完成签到,获得积分10
24秒前
YanJinyu完成签到,获得积分10
24秒前
600am发布了新的文献求助10
26秒前
萧东辰完成签到,获得积分10
27秒前
搜集达人应助芬芬采纳,获得10
28秒前
学不懂数学完成签到,获得积分10
29秒前
引子完成签到,获得积分10
29秒前
沉静灵枫完成签到,获得积分10
29秒前
晚风完成签到,获得积分10
29秒前
高分求助中
液晶指向矢仿真分析数据集 8888
Invited Discussant 63O and 64O 1000
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 750
Thermal effects on behaviour of clay–structure interface under partial drainage 500
Petrology and Plate Tectonics 500
Writing Systems 500
A Handbook of User Experience Research & Design in Libraries 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6895521
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8591375
关于积分的说明 18242840
捐赠科研通 6291146
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3060287
关于科研通互助平台的介绍 2078642
邀请新用户注册赠送积分活动 2038149