Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / ДИПЛОМНАЯ РАБОТА, ФИЗИКА

Механизмы переноса энергии и заряда в бимолекулярных системах

vika_glad 450 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 40 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 12.01.2021
С помощью метода люминесцентной спектроскопии было проведено исследование донорно-акцепторных свойств смеси ксантенового красителя Эозина Y (EO) и эндоэдрального фуллерена Y@C82, растворенные в диметилформамиде (ДМФА). Показано, что молекулы Y@C82 характеризуются величиной константы тушения на несколько порядков превышающей максимально допустимое значение для случая диффузионно-контролируемого процесса.
Введение

Молекулярная электроника – это область исследований, охватывающая изучение фундаментальных процессов переноса энергии (заряда) возбуждения в различных донорно-акцепторных (ДА) системах, а также прикладные исследования, ориентированные на создание стабильных и доступных электронных молекулярных устройств (выпрямителей, оптоэлектронных триггерных переключателей, транзисторов, ячеек динамической памяти, фотоэлектрических устройств, датчиков, молекулярных зондов). Донорно-акцепторные (ДА) системы играют важную роль в молекулярной электронике, обеспечивая эффективное пространственное разделение электронно-дырочных пар при возбуждении экситонов в органических полупроводниках. Изучение механизмов, ответственных перенос энергии возбуждения (заряда) в исследуемых ДА системах, позволяет определить наиболее вероятные каналы такого переноса энергии (заряда), что важно для улучшения функциональной базы молекулярной электроники. В настоящее время исследование спектров люминесценции и спектров возбуждения люминесценции является составной частью спектроскопии и даёт информацию об энергетическом спектре веществ. Наряду с обычными задачами спектроскопии при исследовании люминесценции важным является измерение выхода люминесценции. Актуальность темы представленной работы определяется перспективой в применении фуллеренов и эндометаллофуллеренов в качестве материалов нано и оптоэлектроники. Эндометаллофуллерены (ЭМФ), представляют собой новый класс перспективных наноматериалов, активно использующихся в медицине (антиоксиданты, препараты для фотодинамической терапии, ЯМР и рентгеновской томографии), а также в "пластиковой" электронике для легирующих органических полупроводниковых систем. Свойства эндометаллофуллеренов малоизученны, и теперь они стали отдельной областью научных исследований. Известно, что ЭМФ без затруднений создают агрегаты из нескольких молекул в растворах и на поверхности твердого вещества. Благодаря этой агрегации растворы ЭМФ получают нелинейные оптические свойства. Именно в таких растворах обнаруживаются гигантское усиление комбинационного рассеяния (ГКР) и увеличение эффективности люминесцентных процессов. Чтобы выявить определенные механизмы, непосредственно связанные с трансформацией энергии возбуждения в изучаемых ДА системах, необходимо сопоставить полученные в ходе эксперимента результаты с существующими моделями тушения люминесценции в ДА системе. Это моделирование даст возможность выделить наиболее вероятный способ трансформации энергии возбуждения. Таким образов, моделирование очень важно для улучшения функциональной базы молекулярной электроники. Цель выпускной квалификационной работы - определение закономерностей процессов переноса энергии возбуждения и заряда в донорно-акцепторных системах, сформированных на основе фуллереновых наноструктур. В соответствии с целью были поставлены Задачи выпускной квалификационной работы: - исследовать процесс тушения люминесценции раствора органического красителя фуллереновыми наноструктурами; - сопоставить полученные экспериментальные результаты с известными моделями тушения.
Содержание

Содержание Введение 6 1 Литературный обзор 8 1.1 Донорно-акцепторные системы для молекулярной электроники Фотоиндуцированный перенос электронов (энергии) в синтезированных ДА системах 8 1.2 Механизмы тушения люминесценции флуорофоров в растворах и полимерных матрицах 11 1.2.1 Кинетика тушения люминесценции. Теория динамического и статического тушения. Сфера тушения. 13 1.3 Физико-химические свойства простых и эндоэдральных фуллеренов. 16 1.3.1 Фуллерены как акцепторы электрона (энергии) для фотовольтаики на основе органических систем. 19 2 Методы исследования 21 2.1 Фотометрические методы анализа 21 2.2.1 Люминесцентная спектроскопия 23 2.2.2 Флуоресцентная спектроскопия 24 2.3 Объекты исследования. Оборудование 28 3 Результаты исследований 32 3.1 Тушение люминесценции раствора ксантенового красителя Эозина Y молекулами Y@C82 и ионами меди (CuSO4) 32 Заключение 39 Список использованных источников 40
Список литературы

1) Зефиров, Н.С. Химическая энциклопедия /Н.С. Зефиров, И.Л. Кнунянц, Н.Н. Кулов. — 1-е издание. — Москва: Советская энциклопедия, 1990. – 673с. 2) Barbara, PF, Contemporary issues in electron transfer research / P.F. Barbara, T. J. Meyer, M. A. Ratner // J. Phys. Chem. 1996. - №100. - P.13148-13168. 3) Alan, J. Heeger, Semiconducting and metallic polymers: the fourth generation of polymeric materials / J. Heeger Alan // Synthetic Metals. 2002. - №125(1). – P.23-42. 4) Peumans, P, Small molecular weight organic thinfilm photodetectors and solar cells / P. Peumans, A. Yakimov, S.R. Forrest // J. Appl. Phys. 2003. –№ 93. – P.3693- 3723. 5) Po, R, Polymer Solar Cells: Recent Approaches and Achievements / R. Po, M. Maggini, N. Camaioni // J. Phys. Chem. 2010. - №114. – P. 695–706. 6) Добрецов, Г.Е. Флуоресцентные зонды в исследованиях клеток, мембран и липопротеинов /Г.Е. Добрецов. — Москва: Наука, 1989. — 277с. 7) Лакович, Дж. Основы флуоресцентной спектроскопии /Лакович Дж.. – Москва: Мир, 1986. – 496 с. 8) Безмельницын, В.Н. Фуллерены в растворах /В.Н. Безмельницын, А.В. Елецкий, М.В. Окунь. –Москва: Наука, –1998. – 120 с. 9) Hansen, RMO., Flexible organic solar cells including efficiency enhancing grating structures / R.M.O. Hansen, Y. Liu, M. Madsen, H. Rubahn // Nanotechnology. 2013. – № 24. – P. 145–301. 10) Atwater, HA, Plasmonics for improved photovoltaic devices / H.A. Atwater, A. Polman // Nature materials. 2010. –№ 9. – P. 205–214. 11) Трошин, П.А., Органическая химия фуллеренов: основные реакции, типы соединений фуллеренов и перспективы их практического применения / П.А. Трошин, Р.Н. Любовская // Успехи химии. 2008. - № 4. С. 323–369. 12) Сидоров, Л.Н., Химия фуллеренов / Л.Н. Сидоров, А.Ю. Макеев // Соросовский образовательный журнал. 2000. - № 5. С. 21–25. 13) Дьячков, П.Н.Углеродные нанотрубки: строение, свойства, применения / П. Н.Дьячков – Москва: Бином, 2006. – 293 с. 14) Карасев, В. А. Введение в конструирование бионических наносистем / В. А. Карасев, В. В. Лучинин –Москва: Физматлит,2009. – 464 с. 15) Малевский, Ю. Н. Солнечная энергетика / Ю. Н. Малевский, М. М. Колтун – Москва: Мир, 1979. – 220 с. 16) Семенов, Н. Н. Преобразование солнечной энергии / Н. Н. Семенов, А. Е. Шилов – Москва: Наука, 1985. – 184 с. 17) Hoppe, H, Organic Solar Cells: An Overview /H. Hoppe, N.S. Sariciftci // Mater J. Res. 2004. - №19. - P. 1924–1945. 18) Shaheen, S.E., Efficient Organic Plastic Solar Cells / S.E. Shaheen, C.J. Brabec, N.S. Sariciftci, F. Padinger, T. Fromherz, J.C. Hummelen // Appl. Phys. Lett. 2001. - № 78. - P. 841–843. 19) Wienk, M.M., Efficient Methano[70]fullerene/MDMO-PPV Bulk Heterojunction Photovoltaic Cells / M.M. Wienk, J.M. Kroon, W.J.Verhees, J. Knol, J.C. Hummelen, P.Hall, A. J. Janssen // Angew. Chem., Int. Ed. 2003. - V. 42. - P. 3371–3375. 20) Пентин, Ю.А. Физические методы исследования в химии /Ю.А. Пентин, Л.В. Вилков. — Москва: Мир, 2006. — 683с. 21) Peet, J., Efficiency Enhancement in Low-Band Gap Polymer Solar Cells by Processing with Alkanedithiols / J. Peet, J.Y. Kim, N.E. Coates, W.L. Ma, D. Moses, A.J. Heeger, G.C. Bazan // Nature Materials. 2007. - V. 6. - № 7. P. 497-500. 22) Мейтис, Л, Введение в курс химического равновесия и кинематики: Пер. с англ. /Л. Мейтис. -Москва: Мир, 1984. – 424с.
Отрывок из работы

1 Литературный обзор 1.1 Донорно-акцепторные системы для молекулярной электроники. Фотоиндуцированный перенос электронов (энергии) в синтезированных ДА системах Принято считать, что под молекулярной электроникой понимают научное направление, которое решает те же задачи, что и традиционная электроника, но при этом используют основы молекулярного конструирования. Донорно-акцепторное взаимодействие - перенос заряда между молекулами донора и акцептора без образования между ними химической связи (обменный механизм); или передача не поделенной электронной пары от донора к акцептору, приводящая к образованию связи (донорно-акцепторный механизм). [1] При обменном механизме можно говорить, например, об органических донорах, в частности — ?-донорах, ненасыщенных аминосоединениях, металлоценах и т. п., и в качестве органических акцепторов, о фуллеренах или хинодиметаны с акцепторными заместителями. При взаимодействии подобных соединений образуется комплекс с переносом заряда, где происходит электростатическое взаимодействие между отрицательно заряженным акцептором и положительно заряженным донором. Ключевую роль играют системы, в которых перенос заряда только частичный в основном электронном состоянии, когда при фотовозбуждении может быть получено состояние с почти полным переносом заряда. Перенос заряда в различных его формах и проявлениях во многих процессах играет основную роль. Именно с позиций донорно-акцепторного механизма описывается образование локализованных ковалентных связей в молекулах и молекулярных ионах комплексных (координационных) соединений: связь формируется за счёт неподелённой пары электронов лиганда и свободной орбитали атома-комплексообразователя. Образование промежуточных продуктов (интермедиатов) реакции, например, комплексов с переносом заряда также описывает донорно-акцепторный механизм. Модель донорно-акцепторного механизма существует только в рамках представлений о валентности как о локализации электронной плотности при образовании ковалентных связей (метод валентных схем). При рассмотрении метода молекулярных орбиталей нет необходимости в подобных представлениях. Этот вид донорно-акцепторного взаимодействия является основным способом формирования комплексных соединений.
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg