Theoretical study on electronic properties of trans-oligomers of thiophenes, siloles and alternate thiophene and siloles

Nonradiative relaxation mechanisms of the elusive silole molecule

Silole derivatives have been extensively employed for developing organic optoelectronics, but few studies focused on the photophysical properties of the silole molecule. In this work, we investigate these properties by computing the absorption spectra and performing nonadiabatic molecular dynamics of silole employing the algebraic diagrammatic construction [ADC(2)] and extended multi-state XMS-CASPT2 ab initio electronic structure methods. For vertical excitations and excited state optimizations, the equation of motion coupled-cluster singles and doubles (EOM-CCSD) was also used. The nuclear ensemble and the fewest-switches surface hopping molecular dynamics methods coupled with the first two high-level electronic structure methods were applied to probe the relaxation mechanisms of silole. We could reproduce the experimental first absorption maximum value and found an ultrafast relaxation process occurring exclusively through ring-puckering distortions without breaking ring bonds or hydrogen elimination. Minimum energy conical intersection optimizations were carried out and potential energy curves, including triplet states, were calculated to further elucidate the relaxation process of silole.

Evaluación teórica de las propiedades electrónicas y estructurales que afectan a la conductividad eléctrica en copolímeros de furanotiofeno

Desde el punto de vista científico y tecnológico ha habido un gran interés en el uso de monosustituyentes de furano y tiofeno como polímeros conductores, debido a sus múltiples aplicaciones como OLED, amplificadores ópticos, nanotecnología, entre otros. Por ello, el propósito de este trabajo fue estudiar los aspectos teóricos que afectan las propiedades electroconductoras de este tipo de moléculas. Se determinaron teóricamente los aspectos estructurales y electrónicos que influyeron en la conductividad de copolímeros de furano–tiofeno monosustituidos, al utilizar grupos carboxilos, metilos, hidroxilos, ciano y fluoruros como sustituyentes en el carbono C3 y C10 de cada heterociclo. La diferencia de energía entre el LUMO y el HOMO (band gap, Eg) y el potencial de ionización (PI) fue calculada a partir de las geometrías optimizadas en DFT para el estado neutro, anión y catión. Los PI y la Eg de los copolímeros fueron obtenidos mediante la extrapolación de los valores del oligómero a (1/N) y de una cadena de longitud infinita (1/N=0), obteniéndose una correlación lineal (R=0,99), la cual se mantiene a lo largo de todos los modelos de ajuste de cada copolímero analizado en el estudio.