Publication detail

Solid-State Absorption, Luminescence, and Singlet Fission of Furanyl-Substituted Diketopyrrolopyrroles with Different π-Stacking Arrangements

Year: 2023

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: ChemPhotoChem

Publisher name: Wiley-VCH

Place: Weinheim

Page from-to: e202300201

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Absorpce v pevném stavu, luminiscence a singletové štěpení furanylem substituovaných diketopyrrolopyrrolů s různými π-stacking.uspořádáními	Malé modifikace molekulární struktury diketopyrrolopyrrolu (DPP) vyvolaly výrazné změny v jeho spektrálním a fotofyzikálním chování. Použití furanové (F) heterosubstituce místo thiofenového (T) substituentu vedlo k malému modrému posunu a snížení Huang-Rhysova faktoru absorpčních spekter v roztoku, bez ohledu na N,N'-alkyly. Větvení alkylových postranních řetězců formální 2-ethylací n-hexylového substituentu (C6 na EH) změnilo uspořádání slip-stack, bez ohledu na heteroatomy. Následné změny v ustálených absorpčních spektrech tenkých vrstev byly interpretovány pomocí časově závislých výpočtů hustoty funkcionálu, provedených na modelových dimerech. Luminiscence v pevné fázi je slabá a částečně závislá na excitační vlnové délce. Štěpení singletu bylo pozorováno pomocí femtosekundové přechodové absorpční spektroskopie se značně odlišnými výtěžky pro různě π-skládaný FDPP-EH (30 %) a FDPP-C6 (160 %). Tvar triplet-triplet absorpčních spekter byl také ovlivněn různým π-skládáním. Výsledky jsou diskutovány z hlediska různého míšení jak Frenkelova stavu, tak stavu přenosu náboje v modelových dimerech a různé excitonické a elektronické vazby v obou typech π-složek, vizualizovaných přirozenými přechodovými orbitaly.	singletové štěpení; diketopyrrolopyrrol; fotofyzika pevných látek; agregáty; fluorescence
eng	Solid-State Absorption, Luminescence, and Singlet Fission of Furanyl-Substituted Diketopyrrolopyrroles with Different π-Stacking Arrangements	Small modifications of the diketopyrrolopyrrole (DPP) molecular structure induced remarkable changes in its spectral and photophysical behavior. Using furan (F) heterosubstitution instead of thiophene (T) substituent resulted in a small blue shift and decreased Huang-Rhys factor of the absorption spectra in solution, irrespectively to N,N'-alkyls. Branching of alkyl side chains by formal 2-ethylation of n-hexyl substituent (C6 to EH) switched the slipped-stack arrangement, irrespectively on the heteroatoms. Consequent changes in steady-state absorption spectra of thin films were interpreted using time dependent density functional theory calculations, carried out on model dimers. Solid-state luminescence is weak and partially dependent on an excitation wavelength. Singlet fission was observed by femtosecond transient absorption spectroscopy, with considerably different yields for variously pi-stacked FDPP-EH (30 %) and FDPP-C6 (160 %). The shape of triplet-triplet absorption spectra was also influenced by various pi-stacking. The results are discussed in terms of different mixing of both Frenkel and charge transfer states in model dimers and different excitonic and electronic coupling in both types of pi-stacks, visualized by natural transition orbitals. Furanyl-substituted diketopyrrolopyrroles (DPP) with different branching of the alkyl side chains were studied. Both formed two distinct types of pi-stacking leading to H-aggregates with considerably different energetics in terms of mixed lowest Frenkel and charge transfer (CT) states. The combined effect of the molecular structure and solid-state arrangement lead to fast and efficient CT mediated singlet fission, with one of the highest efficiencies (160 %) ever reported within the DPP family.image	singlet fission; diketopyrrolopyrrole; solid state photophysics; aggregates; fluorescence

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links