anÁlisis teÓrico de la estructura electrÓnica en semiconductores orgÁnicos luz maría rodríguez...
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ANÁLISIS TEÓRICO DE LA ESTRUCTURA ELECTRÓNICA EN
SEMICONDUCTORES ORGÁNICOS
Luz María Rodríguez Valdez
Facultad de Ciencias QuímicasUniversidad Autónoma de Chihuahua
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IMPACTO EN LA RED NyN
Se apoya a la investigación y caracterización de nanomateriales mediante el modelado
computacional de sistemas moleculares, contribuyendo a los avances científicos en el campo de los semiconductores orgánicos de
aplicación en la generación de energías renovables alternas.
MATERIAL SEMICONDUCTOR ORGÁNICO
CREACIÓN DE EXCITONES.
+ + + +
- - - - -
Gap
LUMO
HOMO
Excitón
+ +
- -
DIFUSIÓNDE EXCITONES.
e-
Donador de electrones.
Aceptor de electrones.
SEPARACIÓN DE LA CARGA.
Movimiento de cargas positivas.
Movimiento de cargas negativas.
TRANSPORTE DE LA CARGA.
Cátodo
e-
Ánodo
h+
RECOLECCIÓN DE LA CARGA.
4
ABSORCIÓN.
Luz Solar
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OBJETIVO
Realizar un estudio químico-cuántico de la estructura y propiedades electrónicas, en
derivados de anillos pirrólicos empleando la Teoría de Funcionales de la Densidad (DFT),
para determinar si dichos compuestos pueden ser empleados como materiales orgánicos en la
construcción de dispositivos fotovoltaicos.
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MONÓMEROS UTILIZADOS
N
O
H
CH3O
OCH3
N
O
H
O2N
N
O
H
NO2
O
N
H
OCH3
Monómero 1 Monómero 2
Monómero 3 Monómero 4
(4-metoxifenil)[4-(4-metoxifenil)-1H-pirrol-3-il] metanona
(4-nitrofenil)(4-fenil-1H-pirrol-3-il) metanona
[4-(4-nitrofenil)-1H-pirrol-3-il] (fenil) metanona
[4-(4-metoxifenil)-1H-pirrol-3-il] (fenil) metanona
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ESTRUCTURAS ANALIZADAS
N
O
O
O
H
NNH
H
H
O
O
O
N
O
N
MeO
OMe
MeO
OMe
O
NO
N
O
N
H
H
O
NH
O
NH
N NH
ON
O
H
Dímero 1-1 ATrímero 2-2-2Dímero 1-1 B
Trímero 3-3-3 Trímero 4-4-4
N
CH2
O
O
O
CH3
CH3
O
N H
O
O
CH3
RESULTADOS
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RESULTADOS
Estructuras optimizadas con DFT B3LYP/6-31G
Dímero 1-1 A
Trímero 2-2-2
Dímero 1-1 B
Trímero 3-3-3
Trímero 4-4-4
RESULTADOS
RESULTADOS
RESULTADOS
CONCLUSIONES
• Bajos valores de HOMO-LUMO gap para los 5 derivados.
• Los espectros UV indican que algunos compuestos presentan una segunda banda que puede ser atribuida a un fenómeno de transferencia de carga intermolecular (ICT).
• Los 5 derivados presentan bandas de absorción cercanas al máximo del espectro solar (500-800 nm).
• Los orbitales HOMO y LUMO indican zonas donadoras y aceptoras de electrones.
• Los derivados 3D presentan las mejores características para ser empleados como semiconductores orgánicos.
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NyN EN LA FACULTAD DE CIENCIAS
QUÍMICAS - UAChInvestigadores y estudiantes:
15
Proyectos:
NyN EN LA FACULTAD DE CIENCIAS
QUÍMICAS - UACh
Estudio de multiferroicos magnetoelectricos a escala
nanométrica.
Simulación computacional de
tamices moleculares.
Estudio teórico de la estructura y propiedades electrónicas en materiales semiconductores
orgánicos.
16
Infraestructura y Equipo:
NyN EN LA FACULTAD DE CIENCIAS
QUÍMICAS - UACh.
17
Formación de Recursos Humanos:
NyN EN LA FACULTAD DE CIENCIAS
QUÍMICAS - UACh.
18
COLABORACIÓN ACTUAL
Simulación Computacional de Semiconductores Orgánicos
Dr. Daniel Glossman Mitnik Dra. Norma Flores Holguín
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NECESIDADES
• Sub-redes.• Eventos académicos de las sub-redes.• Talleres de trabajo.• Continuar con el apoyo a congresos y estancias.• Tiempo de permanencia en la Red.
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GRACIAS.