Investigação de naftalenodiimida com fenotiazinas como junções foto-separadoras de cargas

Resumo

Fenotiazinas apresentam baixo potencial de oxidação e espécies oxidadas que são altamente estáveis, estabelecendo essas moléculas como boas doadoras de elétrons $\pi$. Naftalenodiimida (NDI) é um aceitador de elétrons eficiente devido à sua alta afinidade eletrônica enquanto estável em condições ambiente. NDI pode ser facilmente sintetizada com grupos siloxil, permitindo a fabricação de filmes silicato mesoporosos usando-se a metodologia sol-gel. Investigamos previamente junções $\pi$ do trietoxisililpropil-NDI (NDI-silane) com o azul de metileno (cloreto de 3,7-Bis(di-metilamino)fenotiazina-5-ium, MB), fenotiazina tert-butil (cloreto de 3,7-Bis(di-metilamino)fenotiazina-5-ium, TBP) e seus respectivos 1,10-dímeros (MB-DI e TBP-DI, respectivamente) usando-se teoria do funcional da densidade dependente do tempo aplicando-se o funcional híbrido com range de separação otimizado por primeiros princípios. À partir de regras simples de predição, como o alinhamento das energias de ionização, notamos que a junção TBP-NDI-silane é bastante promissora. Esta demonstra o correto alinhamento entre a energia de ionização do doador com a afinidade eletrônica do aceitador. Esta também demonstra os primeiros dois estados excitados com forte caráter de separação de carga. Estas transições são acessíveis por foto-excitação à 1.46 e 2.84 eV, com forças de osciladores não negligenciáveis, dadas por 0.015 e 0.020, respectivamente. Neste projeto propomos a investigação em filmes finos de TBP-NDI-silane para compreender-se a influência do ambiente heterogêneo e multimolecular em suas propriedades óticas e de eficiência de transferência de cargas por foto-excitação. (AU)