Bazı organik yarıiletken moleküllerin opto-elektronik özelliklerinin teorik olarak belirlenmesi ve karşılaştırılması
Theoretical determination and comparison of opto-electronic properties of some organic semiconductor molecules
Yazar: KÜBRA KARAOĞLU UZUN
Danışman: PROF. DR. UĞUR ÇEVİK
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Elektronik özellikler = Electronic properties ; Yarı iletkenler = Semiconductors ; Yeniden yapılanma = Restructuring

Özet:
Bu çalışma, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümünde 117F286 nolu TÜBİTAK (1002) projesi kapsamında yapılmıştır. Üç yeni organik yarıiletken molekül olan 9-[(5-nitropyridin-2-aminoethyl)iminiometil]-antrasen ( molekül (a)), andNꞌ-((piren 4yl)metilen) izonikotinhidrazit (molekül (b)), ve N-(2-((pyren-4-yl)metilen amino)etil-5-nitropridin-2-amin (molekül (c)) çalışıldı. Molekül (a) ve molekül (c) aynı kanat birimine ([(5-nitropiridin-2-aminoetil) iminiometil]) sahipken, (b) ve (c) molekülleri aynı çekirdek birimine (5-nitropiridin-2-amin) sahiptir. DFT, TD-DFT ve Marcus, Koopman's teorilerine dayanarak, OLED uygulamaları için, moleküler yapının opto-elektronik özellikler üzerindeki etkileri araştırıldı. Sonuçlar, moleküllerin kanat birimlerinin opto-elektronik özellikler üzerinde çekirdek birimlerden daha fazla etki ettiğini göstermektedir. Aynı kanat birimine sahip (a) ve (c) bileşikleri hem yapısal hem de opto-elektronik parametreler açısından oldukça benzer özellikler sergilemişlerdir. Bununla birlikte, aynı çekirdek birime sahip (b) ve (c) molekülleri için benzer durum gözlenmemiştir. Özet olarak, hesaplanan opto-elektronik ve yük taşıma parametrelerine göre (a) ve (c) molekülleri, daha iyi absorpsiyon ve emisyon parametreleri, daha düşük enerji boşlukları ve yeniden yapılanma enerjileri değerleri ve daha yüksek yük hareketliliği değerleri ile OLED'ler için önemli özellikler açısından belirgin avantajlar sergilemiştir.

Abstract:
This study was carried out within the scope of  TÜBİTAK (1002) project numbered 117F286 in the Department of Physics, Faculty of Science, Karadeniz Technical University. Three novel organic semiconductors such as 9-[(5-nitropyridin-2-aminoethyl)iminiomethyl]-anthracene(a)andNꞌ-((pyren4yl)methylene)isonicotinohydrazide (b), and N-(2-((pyren-4-yl)methyleneamino)ethyl)-5-nitropyridin-2-amine (c) were worked. While compound (a) and compound (c) have the same wing unit ([(5-nitropyridin-2-aminoethyl) iminiomethyl]), compounds (b) and (c) have the same core unit (5-nitropyridin-2-amine). Based on DFT, TD-DFT and Marcus, Koopman's theories, we have explored the effects of molecular structure on the opto-electronic properties for OLED applications. Our results show that wing units of molecules impact more on the opto-electronics properties than on core units. The compounds (a) and (c) with the same wing unit have exhibited quite similar behaviors in terms of both structural and opto-electronic parameters. However, similar situation has not been observed for compounds (b) and (c) with the same core unit. In conclusion, our results indicate that compounds (a) and (c) exhibit obvious advantages for OLEDs in terms of calculated opto-electronic and charge transport properties such as better absorption and emission parameters, lower energy gaps and reorganization energies and higher charge mobility.