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
白昼の月完成签到 ,获得积分0
5秒前
落寞的紫夏完成签到 ,获得积分10
7秒前
酷波er应助fjhsg25采纳,获得10
8秒前
10秒前
Alanni完成签到 ,获得积分0
11秒前
12秒前
littlebenk完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
我本人lrx完成签到 ,获得积分10
17秒前
呆萌的芹菜完成签到 ,获得积分10
18秒前
似水流年完成签到,获得积分10
18秒前
xuxu213发布了新的文献求助10
19秒前
Archer完成签到 ,获得积分10
19秒前
fjhsg25发布了新的文献求助10
21秒前
施天问完成签到,获得积分10
22秒前
Laser_eyes完成签到,获得积分10
23秒前
重要的灵应助纯情的语薇采纳,获得10
24秒前
碎觉觉完成签到,获得积分10
32秒前
fjhsg25完成签到,获得积分10
32秒前
叶上初阳完成签到 ,获得积分10
34秒前
钟爱小奏完成签到,获得积分10
38秒前
年轻薯片完成签到 ,获得积分10
39秒前
yet完成签到 ,获得积分10
47秒前
过时的广山完成签到 ,获得积分10
47秒前
kevin完成签到,获得积分10
49秒前
所所应助xuxu213采纳,获得10
50秒前
整齐半青完成签到 ,获得积分10
51秒前
邢邢完成签到,获得积分10
51秒前
keleboys完成签到 ,获得积分10
55秒前
科研蛀虫完成签到 ,获得积分10
56秒前
陈一完成签到,获得积分10
58秒前
Boven完成签到,获得积分10
58秒前
133完成签到 ,获得积分10
59秒前
苦哈哈完成签到 ,获得积分10
1分钟前
kbcbwb2002完成签到,获得积分0
1分钟前
阿也完成签到 ,获得积分10
1分钟前
FBQZDJG2122完成签到,获得积分0
1分钟前
hkh发布了新的文献求助10
1分钟前
优雅的千雁完成签到,获得积分0
1分钟前
hkh完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Annie Ernaux: De la perte au corps glorieux 600
Petrology and Plate Tectonics,2025 500
Direct and Iterative Linear System Solvers 400
Cardiopulmonary Bypass and Mechanical Support: Principles and Practice, Fifth Edition 400
Circular Polar Constellations Providing Continuous Single or Multiple Coverage Above a Specified Latitude 400
Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery 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 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6759287
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8486386
关于积分的说明 18089318
捐赠科研通 6043107
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3009943
邀请新用户注册赠送积分活动 1986746
关于科研通互助平台的介绍 1960044