First-Principles Quantum Dynamics of Singlet Fission: Coherent versus Thermally Activated Mechanisms Governed by MolecularπStacking

单重态 物理 裂变 量子 量子点 激发态 量子力学 中子
作者
Hiroyuki Tamura,Miquel Huix‐Rotllant,Irène Burghardt,Yoann Olivier,David Beljonne
出处
期刊:Physical Review Letters [American Physical Society]
卷期号:115 (10) 被引量:152
标识
DOI:10.1103/physrevlett.115.107401
摘要

Singlet excitons in $\ensuremath{\pi}$-stacked molecular crystals can split into two triplet excitons in a process called singlet fission that opens a route to carrier multiplication in photovoltaics. To resolve controversies about the mechanism of singlet fission, we have developed a first principles nonadiabatic quantum dynamical model that reveals the critical role of molecular stacking symmetry and provides a unified picture of coherent versus thermally activated singlet fission mechanisms in different acenes. The slip-stacked equilibrium packing structure of pentacene derivatives is found to enhance ultrafast singlet fission mediated by a coherent superexchange mechanism via higher-lying charge transfer states. By contrast, the electronic couplings for singlet fission strictly vanish at the ${C}_{2h}$ symmetric equilibrium $\ensuremath{\pi}$ stacking of rubrene. In this case, singlet fission is driven by excitations of symmetry-breaking intermolecular vibrations, rationalizing the experimentally observed temperature dependence. Design rules for optimal singlet fission materials therefore need to account for the interplay of molecular $\ensuremath{\pi}$-stacking symmetry and phonon-induced coherent or thermally activated mechanisms.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
maqin发布了新的文献求助10
3秒前
ssa11sj发布了新的文献求助10
3秒前
大胖小子完成签到,获得积分10
4秒前
情怀应助坚定惜文采纳,获得10
5秒前
6秒前
6秒前
bc应助古月采纳,获得30
7秒前
9秒前
maqin完成签到,获得积分10
10秒前
Jasper应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
锅锅应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
李健应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
11秒前
Owen应助QinQin采纳,获得10
11秒前
11秒前
奋斗瑶发布了新的文献求助50
11秒前
风倾蓝白完成签到,获得积分20
12秒前
bingqian_yao发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
KimTran发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
14秒前
李悟尔完成签到,获得积分20
14秒前
小马甲应助吴谷杂粮采纳,获得10
14秒前
不不发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
li完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
ding应助鬼见愁采纳,获得10
18秒前
羽墨空空发布了新的文献求助10
18秒前
超级的冰彤完成签到 ,获得积分10
18秒前
19秒前
jenningseastera应助bingqian_yao采纳,获得10
19秒前
英姑应助wangtinglk采纳,获得10
20秒前
高分求助中
Mass producing individuality 600
Разработка метода ускоренного контроля качества электрохромных устройств 500
Chinesen in Europa – Europäer in China: Journalisten, Spione, Studenten 500
Arthur Ewert: A Life for the Comintern 500
China's Relations With Japan 1945-83: The Role of Liao Chengzhi // Kurt Werner Radtke 500
Two Years in Peking 1965-1966: Book 1: Living and Teaching in Mao's China // Reginald Hunt 500
A Combined Chronic Toxicity and Carcinogenicity Study of ε-Polylysine in the Rat 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3824330
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3366644
关于积分的说明 10441843
捐赠科研通 3085924
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1697631
邀请新用户注册赠送积分活动 816411
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 769640