Atomistic Band Gap Engineering in Donor–Acceptor Polymers
Notice bibliographique
Résumé
We have synthesized a series of cyclopentadithiophene-benzochalcogenodiazole donor-acceptor (D-A) copolymers, wherein a single atom in the benzochalcogenodiazole unit is varied from sulfur to selenium to tellurium, which allows us to explicitly study sulfur to selenium to tellurium substitution in D-A copolymers for the first time. The synthesis of S- and Se-containing polymers is straightforward; however, Te-containing polymers must be prepared by postpolymerization single atom substitution. All of the polymers have the representative dual-band optical absorption profile, consisting of both a low- and high-energy optical transition. Optical spectroscopy reveals that heavy atom substitution leads to a red-shift in the low-energy transition, while the high-energy band remains relatively constant in energy. The red-shift in the low-energy transition leads to optical band gap values of 1.59, 1.46, and 1.06 eV for the S-, Se-, and Te-containing polymers, respectively. Additionally, the strength of the low-energy band decreases, while the high-energy band remains constant. These trends cannot be explained by the present D and A theory where optical properties are governed exclusively by the strength of D and A units. A series of optical spectroscopy experiments, solvatochromism studies, density functional theory (DFT) calculations, and time-dependent DFT calculations are used to understand these trends. The red-shift in low-energy absorption is likely due to both a decrease in ionization potential and an increase in bond length and decrease in acceptor aromaticity. The loss of intensity of the low-energy band is likely the result of a loss of electronegativity and the acceptor unit's ability to separate charge. Overall, in addition to the established theory that difference in electron density of the D and A units controls the band gap, single atom substitution at key positions can be used to control the band gap of D-A copolymers.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».