Thionation‐Induced Enhancement of Optical and Electronic Properties in NDI Molecule for Molecular Electronic Applications: A Computational Study Using DFT/TD‐DFT and QTAIM Theory

密度泛函理论 轨道能级差 极化率 电子结构 带隙 分子轨道 材料科学 分子 偶极子 化学 计算化学 结晶学 光电子学 有机化学
作者
Hamid Hadi,Hamid Reza Shamlouei
出处
期刊:Advanced theory and simulations [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adts.202400151
摘要

Abstract The study investigates the impact of thionation on N,N'‐di(dodecyl)‐4,5,8,9‐naphthalene diimide (NDI) through computational methods such as density functional theory (DFT/TD‐DFT), quantum theory of atoms in molecules (QTAIM), and Landauer theory (LT). Thionation, involving the replacement of diamide oxygens with sulfurs in NDI, significantly enhances quantum‐electronic/thermoelectric properties. Computational analyzes of energy of frontier orbitals HOMO/LUMO, dipole moment, polarizability, first superpolarizability, UV spectrum, and cohesive energy show the superior performance of the thione structure (M2) compared to the pristine structure (M1). Thionation decreased the energy gap from 01.3 eV (in M1 structure) to 1.87 eV (in M2 structure). The absorption wavelength in the pristine structure (M1) is calculated to be 507 nm, which increased to 1067 nm after thionation (M2). Cohesive energy values for each of M1 and M2 structures are calculated as 12.76 and 12.89 Kcal mol −1 , respectively, which indicates the improvement of stability after thionation. After connecting M1 and M2 to gold electrodes (Au‐M1‐Au and Au‐M2‐Au) and applying electric fields, the Au‐M2‐Au structure shows a lower energy gap, lower thermoelectric activity and higher conductivity at field intensities with higher than 140 × 10 −4 (a.u.), indicating its use as a field‐effect molecular device (such as molecular wire or molecular switch).

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
znn完成签到,获得积分10
1秒前
煲煲煲仔饭完成签到 ,获得积分10
2秒前
xuelanghu发布了新的文献求助10
5秒前
悟空完成签到 ,获得积分10
10秒前
啵啵椰完成签到,获得积分20
10秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
dde应助科研通管家采纳,获得20
11秒前
12秒前
CaptainMus完成签到,获得积分10
12秒前
linen发布了新的文献求助10
16秒前
友好语风完成签到,获得积分10
16秒前
feng1235完成签到,获得积分10
16秒前
幽默盼柳完成签到 ,获得积分10
16秒前
decimalpoint完成签到,获得积分10
19秒前
WJDNG4完成签到,获得积分10
21秒前
v0id应助苏州河采纳,获得10
25秒前
安静的ky完成签到,获得积分10
25秒前
WJDNG6完成签到,获得积分10
25秒前
我叫胖子完成签到,获得积分10
27秒前
MIO完成签到,获得积分10
28秒前
WJDNG2完成签到,获得积分10
30秒前
wztao完成签到,获得积分10
31秒前
满意的念柏完成签到,获得积分0
33秒前
苹果王子6699完成签到 ,获得积分10
34秒前
研友_nEWRJ8完成签到,获得积分10
34秒前
Michael完成签到,获得积分10
37秒前
WJDNG5完成签到,获得积分10
38秒前
我爱亲柠檬完成签到,获得积分10
39秒前
cyh完成签到,获得积分10
39秒前
小巧的白竹完成签到,获得积分10
40秒前
v0id应助苏州河采纳,获得10
41秒前
俭朴的老头完成签到,获得积分10
41秒前
邓大瓜完成签到,获得积分10
42秒前
WJDNG8完成签到,获得积分10
42秒前
隐形曼青应助称心芷巧采纳,获得10
43秒前
lcy完成签到,获得积分10
43秒前
星魂完成签到,获得积分10
43秒前
今天要学习完成签到 ,获得积分10
44秒前
charih完成签到 ,获得积分10
46秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Handbuch Trainingswissenschaft – Trainingslehre 500
Additive Manufacturing Design and Applications (ASM Handbook, Volume 24A) 500
Variations: A More Diverse Picture of Contemporary Art 400
A Primer on Partial Least Squares Structural Equation Modeling (PLS-SEM) Fourth Edition 400
Induction Heating and Heat Treatment (ASM Handbook, Volume 4C) 300
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7586294
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9164593
关于积分的说明 19612408
捐赠科研通 7166935
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3266638
关于科研通互助平台的介绍 2431657
邀请新用户注册赠送积分活动 2258420