Kalkojen atomlarının kalkojendiazolokinoksalin içeren yarı iletken polimerlerin elektronik bant aralığı üzerindeki etkilerinin kuantum mekanik yöntemlerle incelenmesi
Özet
Kinoksalin grubu, elektron verici-alıcı tipi konjüge polimer sistemlerinde, elektron çekici özelliği arttırdığından dolayı elektron alıcı birimler içerisinde kullanılmaktadır. Bu çalışmada, kalkojen grubu atomları ile birlikte kinoksalin grubu içeren kalkojendiazolokinoksalin elektron alıcı birimi ile elektron verici birimler olarak furan, tiyofen, selenofen, tellurofen içeren konjüge polimer sistemlerinin moleküler tasarımları yapılmış ve elektronik ile optik özellikleri araştırılmıştır. Ele alınan polimer sistemlerinin incelenmesinde temel olarak bir kuantum mekanik hesaplama yöntemi olan yoğunluk fonksiyonel teorisi kullanılmıştır. B3LYP ve LC-BLYP hibrit fonksiyonelleri ve LANL2DZ temel seti kullanılarak hesaplamalar gerçekleştirilmiştir. Öncelikle, verici-alıcı-verici tipinde hibrit monomerler tasarlanmış, konformasyonel analizlerle bu monomerlerin ve farklı oligomerlerinin tam geometri optimizasyonları ile en düşük enerjili monomer ve oligomer yapıları belirlenmiştir. Elde edilen en kararlı monomer ve oligomer yapılarının HOMO ve LUMO enerji seviyeleri ile elektronik bant aralığı (Eg) değerleri hesaplanmış, ardından bu veriler üzerinden polimerlerin elektronik bant aralıkları elde edilmiştir. Monomer ve hekzamer birimleri için izole olarak ve çözücü ortamında zamana bağlı yoğunluk fonksiyonelleri TD-B3LYP/LANL2DZ ve TD-LC-BLYP/LANL2DZ ile UV-Vis spektrumları ve absorpsiyon dalga boylarının hesabı yapılmıştır. LC-BLYP/LANL2DZ hesaplama seviyesinde, en yüksek Eg değeri 4,7-di(furan-2-il)benzo[c][1,2,5]oksadiazolo[3,4-g]kinoksalin polimeri için 0,99 eV olarak hesaplanırken, en düşük Eg değeri ise 4,7-di(tellurofen-2-il)benzo[c][1,2,5]telluradiazolo[3,4-g]kinoksalin için 0,10 eV olarak bulunmuştur. Elde edilen sonuçlar, elektron verici ve alıcı birimlerde ağır kalkojen atomları kullanıldığında konjüge polimerlerin daha düşük elektronik bant aralığı değerlerine sahip olduğunu ortaya koymuştur.