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The development of biradicaloid systems and functionalized materials for organic semiconductors: accurate molecular information from multireference quantum theory

Processo: 17/50157-4
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de abril de 2018 - 31 de março de 2020
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Convênio/Acordo: Tianjin University
Proposta de Mobilidade: SPRINT - Projetos de pesquisa - Mobilidade
Pesquisador responsável:Francisco Bolivar Correto Machado
Beneficiário:Francisco Bolivar Correto Machado
Pesq. responsável no exterior: Hans Lischka
Instituição no exterior: Tianjin University (TJU), China
Instituição-sede: Divisão de Ciências Fundamentais (IEF). Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Ministério da Defesa (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:17/07707-3 - Estados excitados e natureza poliradicalar de poliacenos e periacenos, AP.R
Assunto(s):Compostos orgânicos  Hidrocarbonetos aromáticos policíclicos  Propriedades ópticas  Semicondutores  Cooperação internacional 

Resumo

Neste projeto, serão investigadas as propriedades de materiais orgânicos de excelentes propriedades ópticas que podem ser utilizados como sensores químicos, semicondutores orgânicos, dispositivos de armazenamento de energia, em spintronica e óptica não-linear. Os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH's) constituem excelentes exemplos que estão sendo estudados para esse fim. Os acenos são compostos poliaromáticos fascinantes que podem alcançar excelentes propriedades semicondutoras combinada com o número de elétrons desemparelhados variando o seu comprimento molecular. Para tornar esses materiais aplicáveis, suas propriedades devem ser adaptadas à alguns requisitos. No entanto, a instabilidade química relacionada com a sua estrutura biradicalóide representa um grande desafio para suas sínteses e as suas propriedades são difíceis de serem determinadas experimentalmente. Cálculos teóricos são a alternativa viável para caracterizar estes (compostos que ideais mentes requerem métodos de multireferência para obter resultados confiáveis e consistentes. Neste projeto, os cálculos baseiam-se na utilização do programa Columbus (http://www.univie.ac.at/columbus/) para obter o caráter de camada aberta dos estados de spin singleto e da energia de separação singleto-tripleto. Os estudos serão realizados em compostos que estão sendo sintetizados experimentalmente: indenofluorenos e fluorenos, zetrenes, hidrocarbonetos de Tschitschibabin e sistemas tetraradical de aminilo. (AU)

Publicações científicas (10)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
PINHEIRO, JR., MAX; MACHADO, FRANCISCO B. C.; PLASSER, FELIX; AQUINO, ADELIA J. A.; LISCHKA, HANS. A systematic analysis of excitonic properties to seek optimal singlet fission: the BN-substitution patterns in tetracene. JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C, v. 8, n. 23, p. 7793-7804, JUN 21 2020. Citações Web of Science: 0.
MILANEZ, BRUNO D.; CHAGAS, V, JULIO C.; PINHEIRO JR, MAX; AQUINO, ADELIA J. A.; LISCHKA, HANS; MACHADO, FRANCISCO B. C. Effects on the aromaticity and on the biradicaloid nature of acenes by the inclusion of a cyclobutadiene linkage. THEORETICAL CHEMISTRY ACCOUNTS, v. 139, n. 7 JUN 16 2020. Citações Web of Science: 0.
LISCHKA, HANS; SHEPARD, RON; MUELLER, THOMAS; SZALAY, PETER G.; PITZER, RUSSELL M.; AQUINO, ADELIA J. A.; ARAUJO DO NASCIMENTO, MAYZZA M.; BARBATTI, MARIO; BELCHER, LACHLAN T.; BLAUDEAU, JEAN-PHILIPPE; BORGES, ITAMER; BROZELL, SCOTT R.; CARTER, EMILY A.; DAS, ANITA; GIDOFALVI, GERGELY; GONZALEZ, LETICIA; HASE, WILLIAM L.; KEDZIORA, GARY; KERTESZ, MIKLOS; KOSSOSKI, FABRIS; MACHADO, FRANCISCO B. C.; MATSIKA, SPIRIDOULA; DO MONTE, SILMAR A.; NACHTIGALLOVA, DANA; NIEMAN, REED; OPPEL, MARKUS; PARISH, CAROL A.; PLASSER, FELIX; SPADA, RENE F. K.; STAHLBERG, ERIC A.; VENTURA, ELIZETE; YARKONY, DAVID R.; ZHANG, ZHIYONG. The generality of the GUGA MRCI approach in COLUMBUS for treating complex quantum chemistry. Journal of Chemical Physics, v. 152, n. 13 APR 7 2020. Citações Web of Science: 0.
SHI, BAIMEI; NACHTIGALLOVA, DANA; AQUINO, ADELIA J. A.; MACHADO, FRANCISCO B. C.; LISCHKA, HANS. Emission Energies and Stokes Shifts for Single Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Sheets in Comparison to the Effect of Excimer Formation. Journal of Physical Chemistry Letters, v. 10, n. 18, p. 5592-5597, SEP 19 2019. Citações Web of Science: 0.
PINHEIRO, JR., MAX; CARDOSO, DANIELY V. V.; AQUINO, ADELIA J. A.; MACHADO, FRANCISCO B. C.; LISCHKA, HANS. The characterization of electronic defect states of single and double carbon vacancies in graphene sheets using molecular density functional theory. Molecular Physics, v. 117, n. 9-12, SI, p. 1519-1531, JUN 18 2019. Citações Web of Science: 0.
SHI, BAIMEI; NACHTIGALLOVA, DANA; AQUINO, ADELIA J. A.; MACHADO, FRANCISCO B. C.; LISCHKA, HANS. Excited states and excitonic interactions in prototypic polycyclic aromatic hydrocarbon dimers as models for graphitic interactions in carbon dots. Physical Chemistry Chemical Physics, v. 21, n. 18, p. 9077-9088, MAY 14 2019. Citações Web of Science: 2.
SHI, BAIMEI; NACHTIGALLOVA, DANA; AQUINO, ADELIA J. A.; MACHADO, FRANCISCO B. C.; LISCHKA, HANS. High-level theoretical benchmark investigations of the UV-vis absorption spectra of paradigmatic polycyclic aromatic hydrocarbons as models for graphene quantum dots. Journal of Chemical Physics, v. 150, n. 12 MAR 28 2019. Citações Web of Science: 3.
PINHEIRO, JR., MAX; DAS, ANITA; AQUINO, ADELIA J. A.; LISCHKA, HANS; MACHADO, FRANCISCO B. C. Interplay between Aromaticity and Radicaloid Character in Nitrogen-Doped Oligoacenes Revealed by High-Level Multireference Methods. Journal of Physical Chemistry A, v. 122, n. 49, p. 9464-9473, DEC 13 2018. Citações Web of Science: 1.
DAS, ANITA; PINHEIRO, JR., MAX; MACHADO, FRANCISCO B. C.; AQUINO, ADELIA J. A.; LISCHKA, HANS. Tuning the Biradicaloid Nature of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons: The Effect of Graphitic Nitrogen Doping in Zethrenes. ChemPhysChem, v. 19, n. 19, p. 2492-2499, OCT 5 2018. Citações Web of Science: 3.
LISCHKA, HANS; NACHTIGALLOVA, DANA; AQUINO, ADELIA J. A.; SZALAY, PETER G.; PLASSER, FELIX; MACHADO, FRANCISCO B. C.; BARBATTI, MARIO. Multireference Approaches for Excited States of Molecules. CHEMICAL REVIEWS, v. 118, n. 15, SI, p. 7293-7361, AUG 8 2018. Citações Web of Science: 43.

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