Дослідження спектрів і агрегації молекул ванадил фталоцианіна у двохкомпонентних розчинах
DOI:
https://doi.org/10.31548/energiya5(81).2025.132Анотація
Запропоновано і відтворено підхід для формування наночасток органічного напівпровідника донорного типу в суміші полярного і неполярного розчинників. Відомо, що металічні комплекси молекул фталоцианіну широко застосовуються в шарових фотовольтаїчних перетворювачах сонячного світла в якості органічного напівпровідника донорного типу. У роботі досліджувались електронні спектри ванадил фталоцианінового VOPc барвника в розведеному і концентрованому розчині, а також у полярному і неполярному розчинниках. У розведеному неполярному розчиннику молекули барвника перебувають у стані мономера, разом з тим, зростання концентрації барвника призводить до появи димерних формацій. Виявлено, що використання змішаного розчинника кислота-вода є дієвим способом контролю агрегації молекул барвника. Головні чинники впливу на асоціацію молекул VOPc – це величина водної компоненти в суміші розчинника і час ‘вирощування’ нанокристалів.
У концентрованих полярних розчинах молекула барвника перебуває в стані монокатіона сольватованого молекулами розчинника і не здатна до взаємодії із іншими молекулами барвника. У цьому випадку, розчин має суто мономолекулярний спектр поглинання. При додаванні води стає можливою міжмолекулярна взаємодія за рахунок руйнування сольватної оболонки навколо молекули барвника. Також відбувається асоціація органічних молекул. У нашому випадку, це призводить до появи в спектрі поглинання широкої смуги із максимумом при 980 нм. Застосовуючи суміш кислота-вода та змінюючи концентрацію води у ній, можемо контролювати процес агрегації молекул барвника, а також кількість молекул в агрегаті. Так, появу у спектрі поглинання смуг при 775 і 690 нм можливо пов’язати із формуванням сендвіч-подібних димерів (H-димерів). Із зростанням концентрації води формуються більші агрегати молекул барвника. При високій концентрації води в суміші можуть “вирости” монокристали мікронного масштабу. У спектрах поглинання процес “росту” можливо спостерігати завдяки появі смуги при 980 нм із наступним зростанням її інтенсивності, довгохвильового зсуву і розширення. Описані результати – це базовий підхід для вирощування нанокристалів органічних напівпровідників контрольованого розміру.
Ключові слова: нанокристали, підсилення електронних властивостей органічних молекул, агрегація молекул, самоорганізація молекул
Посилання
962.
2. Vilken A.E., Grekhov V.V., Murashov A.A., Titarenko S.V. (1992). Latv. Zh. Fiz. i Techn. Naur., 3, 72-83.
3. Solovyov K.N., Gladkov L.L., Starukhin A.S., Shkirman S.F. (1985). Spectroscopy of Porphyrines: Vibrational Stats. Nauka i Tekhnika, Minsk, 264.
4. Askarov K.A., Berezin B.D., Evstigneeva R.P. (1985). Porphyrines: Structure, Properties, Synthesis. Nauka, 188.
5. Berezin B.D., Enikolopyan N.S. (1988). Metal Porphyrines. Nauka, 164.
6. Sviridov A.N., Terenin A.N. (1961). Optika i Spectr. 11, 325-338.
7. Vinogradsky A.G., Sviridov A.N. (1982). Teor. i Eksper. Khim., 18, 118-131.
8. Piryatinsky Yu.P., Yatsun O.V. (1994). Zh. Prikl. Spektr, 61(1-2), 19-27.
9. Huang T.H. (1987). J. Phys. Soc. Japan, 56, 1213-1224.
10. Bashkirov S.S., Volkov L.S., Parfyonov V.V. (1977). Optika i Spektr., 42, 575-587.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Енергетика і автоматика
Усі матеріали поширюються на умовах ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International Public License, що дозволяє іншим розповсюджувати рукопис із визнанням авторства роботи та першої публікації в цьому журналі.
