Nghiên cứu độ bền và tính chất quang-điện tử của carbazole và dẫn xuất thông qua tính toán hóa học lượng tử
Tóm tắt
Nghiên cứu này khảo sát mối liên hệ giữa hình thái học và tính chất điện tử carbazole (a) và bốn dẫn xuất (b–e) thông quá lý thuyết phiếm hàm mật độ DFT/TD-DFT. Hình thái học học của carbazole và dẫn xuất được khảo sát ở trạng thái cơ bản Singlet (S0) bằng TPSS/6-311++G(d,p) (không có tần số ảo), còn ở trạng thái Triplet (T1) và các loài vỏ mở dùng UTPSS cùng bộ cơ sở tương ứng; phổ hấp thụ quang được mô phỏng bằng TD-DFT. Kết quả cho thấy nhóm dono –acceptor và vị trí gắn (2,7 so với 3,6; thay thế N-9 bằng Cl) đã điều chỉnh mạnh mẽ mức HOMO/LUMO, năng lượng kích thích ES1, ET1 và chênh lệch singlet–triplet (ΔES–T). Hai xu hướng nổi bật: Thứ nhất, khi gắn nhóm thế tại ví trí 3,6 trên khung carbazole để tạo hệ D–π–A (chất c) thì sẽ làm giảm ΔES–T xuống 0,58 eV và gây dịch chuyển đỏ mạnh. Thứ hai, nhóm thế Cl có thể làm suy giảm độ liên hợp và chuyển điện tích nội phân tử ICT (chất e), trong khi chất d vẫn hấp thụ ở vùng khả kiến (~420 nm) với cường độ tăng. Các kết quả nghiên cứu này giúp chúng ta hiểu rõ hơn về ảnh hưởng của loại nhóm thế trên khung carbazole cho các ứng dụng quang điện tử.
