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Enregistrement W4396815262 · doi:10.1021/acsami.4c04347

Computational Investigations of the Detailed Mechanism of Reverse Intersystem Crossing in Inverted Singlet–Triplet Gap Molecules

2024· review· en· W4396815262 sur OpenAlexafffund
Danillo Valverde, Cher Tian Ser, Gaetano Ricci, Kjell Jorner, Robert Pollice, Alán Aspuru‐Guzik, Yoann Olivier

Notice bibliographique

RevueACS Applied Materials & Interfaces · 2024
Typereview
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueOrganic Light-Emitting Diodes Research
Établissements canadiensVector InstituteStructural Genomics ConsortiumUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesVetenskapsrådetFonds pour la Formation à la Recherche dans l’Industrie et dans l’AgricultureFonds De La Recherche Scientifique - FNRSCanada Research ChairsCanadian Institute for Advanced Research
Mots-clésIntersystem crossingConical intersectionSinglet stateExcited stateSinglet fissionMaterials sciencePotential energyGround stateTriplet stateInternal conversionMolecular physicsAtomic physicsPhysicsElectronQuantum mechanics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Inverted singlet–triplet gap (INVEST) materials have promising photophysical properties for optoelectronic applications due to an inversion of their lowest singlet (S 1 ) and triplet (T 1 ) excited states. This results in an exothermic reverse intersystem crossing (rISC) process that potentially enhances triplet harvesting, compared to thermally activated delayed fluorescence (TADF) emitters with endothermic rISCs. However, the processes and phenomena that facilitate conversion between excited states for INVEST materials are underexplored. We investigate the complex potential energy surfaces (PESs) of the excited states of three heavily studied azaphenalene INVEST compounds, namely, cyclazine, pentazine, and heptazine using two state-of-the-art computational methodologies, namely, RMS-CASPT2 and SCS-ADC(2) methods. Our findings suggest that ISC and rISC processes take place directly between the S 1 and T 1 electronic states in all three compounds through a minimum-energy crossing point (MECP) with an activation energy barrier between 0.11 to 0.58 eV above the S 1 state for ISC and between 0.06 and 0.36 eV above the T 1 state for rISC. We predict that higher-lying triplet states are not populated, since the crossing point structures to these states are not energetically accessible. Furthermore, the conical intersection (CI) between the ground and S 1 states is high in energy for all compounds (between 0.4 to 2.0 eV) which makes nonradiative decay back to the ground state a relatively slow process. We demonstrate that the spin-orbit coupling (SOC) driving the S 1 -T 1 conversion is enhanced by vibronic coupling with higher-lying singlet and triplet states possessing vibrational modes of proper symmetry. We also rationalize that the experimentally observed anti-Kasha emission of cyclazine is due to the energetically inaccessible CI between the bright S 2 and the dark S 1 states, hindering internal conversion. Finally, we show that SCS-ADC(2) is able to qualitatively reproduce excited state features, but consistently overpredict relative energies of excited state structural minima compared to RMS-CASPT2. The identification of these excited state features elaborates design rules for new INVEST emitters with improved emission quantum yields.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,625
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0020,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,042
Tête enseignante GPT0,293
Écart entre enseignants0,251 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations33
Publié2024
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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