水輪様アーキテクチャを備えた自己組織化分子ネットワーク：光電子デバイスの電子輸送能力に対する実験的および理論的評価

最近では、太陽電池と有機光発光ダイオード（OLED）の両方の光電子デバイスの自己組織化された電子輸送材料は、高効率デバイスの製造に役立つため、大きな関心を集めています。ただし、星型の自己組織化ネットワークを使用した有機小分子材料の設計は課題です。この種のターゲットを達成するために、このようなアーキテクチャを開発するためにトリアジンとベンゼン-1,3,5-トリカルボニルコアを選択し、VizTCPCN、TCMCN、TMCN、およびTPCNの4つの分子システムを開発しました。単結晶の成功した分離とそれに続くTMCNの構造解析により、固体状態に興味深い分子配置が明らかになり、拡張ネットワークを持つ特徴的なボイドを備えた水車型アーキテクチャが形成されました。理論計算は、電子輸送可能性を確認するために実施されました。自然遷移軌道計算は、局所的に励起され、充電された励起状態を理解するのに役立ちました。これらの分子の低い電子再編成エネルギーは、これらの材料が光電子デバイスの電子輸送層、特にOLEDで使用される可能性があることを示していました。さらに、組み立てられたネットワークには、ETL内の電子組換えが不十分なキャリアの伝導に有利な、比較的広い表面積とリンク構造があり、これらは放出層への電子伝導のための簡単なチャネルを提供する可能性があります。最後に、製造された電子のみのデバイスは、合成された材料が光電子デバイスの電子輸送層のETMとして使用できることを示しました。

In recent times, self-assembled electron transport materials for optoelectronic devices, both solar cells and organic light-emitting diodes (OLEDs), have been gaining much interest as they help in fabricating high-efficiency devices. However, designing organic small molecular materials with star-shaped self-assembled networks is a challenge. To achieve this sort of target, we chose triazine and benzene-1,3,5-tricarbonyl cores for developing such architecture, and we developed four molecular systems, vizTCpCN, TCmCN, TmCN, and TpCN. Successful isolation of single crystals followed by structural analysis of TmCN revealed interesting molecular arrangements in the solid state resulting in the formation of a waterwheel type architecture with an extended network bearing characteristic voids. Theoretical calculations was carried out to check their electron transportability. The natural transition orbital calculation helped in understanding the locally excited and charge transfer excited states. The low electron reorganization energies of these molecules indicated that these materials may have potential to be used in electron transport layers of optoelectronic devices, particularly in OLEDs. Moreover, the assembled networks have a relatively wide surface area and linked structures, which are advantageous for the conduction of carriers with poor electron recombination inside the ETL, and these may offer a straightforward channel for electron conduction to the emissive layer. Finally, the fabricated electron-only device indicated that the synthesized materials may be used as ETMs in the electron transport layer of optoelectronic devices.