作者qwerwef5535 (海鮮)
看板Chemistry
標題[討論] 關於OLED-TADF機制及分子設計(pre-twist)
時間Sat Dec 17 11:56:11 2016
各位大大午安
想問關於TADF分子設計的機制
我看很多paper都提到說要有pre-twist的分子構型，但我卻不知道為何要這樣設計
大多數的paper都說因為可以使HOMO LUMO分離
然後這樣就可以使deltaE_ST降低(也就是triplet到singlet的能量降低)
但是..我一直看不懂為何twist可以使deltaE_ST降低
或者說為何HOMO LUMO分離為何會使deltaE_ST降低
另外也有提到說要拉高oscillator strength，我不太懂什麼是oscillator strength
我猜應該是把HOMO LUMO 各自的共軛拉長
但為什麼要盡量把他拉長?
很多paper這樣寫 但我不太懂其中的機制及原因
也沒有看到更詳細的解釋(有看到更詳盡的解釋歡迎把來源站內信給我)
請有在study這方面的大大幫忙解答
也歡迎大家討論
如果有在做這方面的大大 也在這領域想突破的話 或一起分享資訊的話 歡迎站內信聯絡
謝謝 :)
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思念 讓愛一直都在
每一個曾經都是我珍藏的回憶
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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 114.40.192.208
※ 文章網址: https://webptt.com/m.aspx?n=bbs/Chemistry/M.1481946975.A.C12.html
※ 編輯: qwerwef5535 (114.40.192.208), 12/17/2016 11:58:10
1F：→ faniour: 其實我忘了XD 12/17 15:09
2F：→ faniour: 不過怎麼覺的敘述看起來怪怪的 12/17 15:10
3F：→ faniour: State是各能階的總和 12/17 15:16
4F：→ faniour: 把分子的Donor與acceptor 正交，就沒有DA作用力 12/17 15:18
5F：→ faniour: 這時的HOMO LUMO就等於兩分子各能階比較 12/17 15:19
6F：→ faniour: 印象中有個singlet triplet exchange energy 12/17 15:35
7F：→ faniour: 在S1跟激態T1的能差跟exchange energy成正比 12/17 15:42
8F：→ faniour: 交換能大小與這兩能階的波函數overlap 程度相關 12/17 15:44
9F：→ faniour: 要有最小的交換能就是要這兩個state不要作用 12/17 15:46
10F：→ faniour: T1*與S1兩個state，通常分別由LUMO及HOMO佔 12/17 15:48
11F：→ faniour: 比較大的貢獻，所以簡化又直觀的做法，就是讓 12/17 15:49
12F：→ faniour: 他們兩個正交就不會有作用 12/17 15:49
13F：→ faniour: 老媽要我拖地，晚點繼續，如有錯就直接指正 12/17 15:52
14F：→ faniour: 別站內信，不會回 12/17 15:53
讓我換個方式說 感覺就是量子力學的計算結果 我不太懂 "DA作用力" 是什麼
您說的應該跟這張圖有關(這是adachi的簡報 google到的)
http://imgur.com/a/v6BQC
我看不太懂圖中左上角的公式 為何一個是-K 一個是+K
又為何是EH-EL
再讓我問個問題 其實我不懂HOMO LUMO對singlet triplet state的關係
還有跟excited及ground state的關係
我會覺得HOMO就是ground state 因為電子在穩定狀況下最高就填到那邊
然後如果電子跳到LUMO 就會變成excited state
但這樣的觀念好像是錯誤的 因為我看到有paper寫說 ground state可以再分成HOMH LUMO
excited state也一樣可以分成HOMO及LUMO
我不知道我原本的觀念錯在哪
表達或許不太清楚 小弟才學疏淺 但很想把這邊讀懂 請知道的大大解釋了 感恩！
※ 編輯: qwerwef5535 (114.40.192.208), 12/17/2016 16:51:21
15F：→ faniour: 你都有很詳細的內容了..... =_= 12/17 17:32
16F：→ faniour: State是分子的狀態，是各能階的加總 12/17 17:34
17F：→ faniour: HOMO是電子填到的最高能階，所有填到的總和 12/17 17:35
18F：→ faniour: 是state 12/17 17:35
19F：→ faniour: LUMO是我們所關心的最低未填電子能階 12/17 17:36
20F：→ faniour: 因Kasha's rule說激態都會relaxation到LUMO 12/17 17:37
21F：→ faniour: Singlet跟triplet只是電子自旋的方式不同 12/17 17:37
22F：→ faniour: 一般來說S1>=T1, 差值就是exchange energe 12/17 17:38
23F：→ faniour: 呃，2倍的exchange energy 12/17 18:52
24F：→ faniour: 他的式子告訴你近似的S1能態跟T1能態算法 12/17 18:57
謝謝^^ 不過現在頭腦有點混亂 還在思考中 哈哈
畢竟不是化學系的 只摸過一點量子力學(努力中)
我是想設計分子 從這樣的概念出發 就是HOMO LUMO分開外 還要把F拉大
意思就是HOMO LUMO各自的共軛鏈長要拉大(大概就是投影片中的r12)
目前不懂的是Transition dipole moment
我知道偶極矩 大概就是分子本身的極化程度
但加上Transition這個詞 就有點不懂他的意思 感覺有點像是動態的變化
※ 編輯: qwerwef5535 (220.142.200.103), 12/17/2016 19:41:46
25F：→ faniour: oscillator strength基本上是把激發的過程當一個 12/17 20:53
26F：→ faniour: 簡諧振子，有各種不同能階的振盪模式，總和為1 12/17 21:01
27F：→ faniour: 越大的表示某個對應的躍遷模式越傾向發生 12/17 21:03
28F：→ faniour: 由於躍遷跟吸收相關，吸收強度與偶極矩強度影響 12/17 21:05
29F：→ faniour: 放光的強度 12/17 21:06
30F：→ faniour: 所以會希望他越大越好 12/17 21:59
31F：→ faniour: 不過問題來了喔，降低HOMO LUMO coupling 12/17 22:24
32F：→ faniour: 會降低Delta E_ST，但是也降低DA的作用力 12/17 22:26
33F：→ faniour: 完全正交就是不會有作用，就是沒有放光 12/17 22:27
34F：→ faniour: 這邊要求藕斷絲連很難搞，否則要沒做用 12/17 22:28
35F：→ faniour: 直接SP3 spiro架構鎖死就好了 12/17 22:28
有很多spiro骨架的TADF 也有spirofluorene的TADF(但效果不好)
我看到幾乎都說要正交 都說要降低Delta E_ST 但你說的沒有放光還是第一次聽到!
讓我想問你為何降低DA作用力 完全正交 就無法放光?
確實很多spiro 但不會整個鎖死(應該是構型問題 最佳化還是不會完全正交)
※ 編輯: qwerwef5535 (220.142.200.103), 12/18/2016 21:46:13
36F：→ faniour: TADF的設計激發時電子由D端HOMO到D的LUMO 12/18 22:01
37F：→ faniour: 再relaxation 到A的LUMO，這時都還是S1 12/18 22:03
38F：→ faniour: 接下來才ISC，然後RISC回到D 12/18 22:05
39F：→ faniour: 整個過程中由D到A如果不是經orbital interation 12/18 22:06
40F：→ faniour: 要靠空間的電子跳躍，機率自然低 12/18 22:07
41F：→ faniour: 同樣要放光又要由A回到D一樣不容易 12/18 22:07
42F：→ faniour: 整個過程速率慢就容易有其他decay 12/18 22:08
43F：→ faniour: 另外關於dipole moment,這個以前我就沒很清楚了 12/18 22:11
44F：→ faniour: 但是一個概念，光是電磁場的擾動，向空間傳播的 12/18 22:13
45F：→ faniour: 表現，所以分子吸收光或放射光，相應的行為是 12/18 22:14
46F：→ faniour: 分子的電場或磁場的分佈改變 12/18 22:14
47F：→ faniour: 以DA分子來說，一個原本就有dipole 的分子一定 12/18 22:15
48F：→ faniour: 條件下比較容易被擾動 12/18 22:16
49F：→ faniour: 就像音叉一樣，同理如果這個音叉要影響旁邊的 12/18 22:17
50F：→ faniour: 因為這個音叉發的是電磁波，被影響者一定符合 12/18 22:19
51F：→ faniour: 某些用來描述電磁場的行為，譬如垂直的無作用 12/18 22:19
52F：→ faniour: Transition dipole moment應該用來描述在躍遷發生的當下 12/18 22:20
53F：→ faniour: 兩個state的dipole如何變化，指向 12/18 22:21
54F：→ faniour: 跟是否能有效引發目標分子的dipole跟者變化有關 12/18 22:22
55F：→ faniour: 至於怎麼用也許你手邊的資料都很清楚了 12/18 22:23
56F：推 faniour: 最後正交如spiro-bifluorene, 也有好稱3-5分%的 12/18 22:25
57F：→ faniour: 3-5%的pi-pi overlap 12/18 22:25