Modelling and investigation of boron-based nanostructures

Çokyüzlü bor kümeleri ve uygulamaları tıp, malzeme bilimi, katalitik uygulamalar, enerji çalışmaları vb. Birçok alanda araştıma konusu olmuştur. Bu moleküller, popülerliklerini kararlı 3 boyutlu yapılarının yanında sahip oldukları, ve birçok uyglama alanında aranan özelliklerine borçludur. Bu doktora tezi, farklı çokyüzlü boran ve karboran kümelerinin yoğunluk fonksiyonu theorisi metotları kullanılarak hesaplamalı olarak incelenmesi odağında hazırlanmıştır. Çalışmalarımızın sonuçları iki ana bölümde rapor edilmiştir (Chapter 3 ve 4). Birinci bölümde, [BnXn]2− kümelerinin bağıl kararlılıklarının ve elektronik yapılarının teorik bir değerlendirmesi verilmektedir. [BnXn]2− kümelerinin yapısal ve elektronik karakterleri, [B12X12]2− molekülleri ile karşılaştırılarak, sübstitüent etkileri (X = H, F, Cl, Br, CN, BO, OH, NH2) incelendi. Bu etkiler, substitüentlerin mezomerik (±M) ve endüktif (±I) etkileriyle ilişkilendirilerek tartışıldı. Sonuçlar, ikosahedral bariyerin, daha büyük kümeleri stabilize etmek yerine simetriyi azaltan ligandlar veya +M etkileri olan ligandlarla [B12X12]2− kümesini kararsızlaştırarak azaltılabileceğini göstermektedir. İkinci bölüm, karboran kümeleri ve bunların ışık yayan sistemler üzerindeki etkileri çerçevesinde yaptığımız çalışmayı kapsamaktadır. o-CB-antrasin sisteminin, yerel uyarılmış (LE) ve hibritleştirilmiş yerel ve yük transferi (HLCT) karakterlerine sahip iki düşük enerjili konformasyondan görünür bölgede ışıma yaparak çift emisyon özelliği gösterdiği bilinmektedir, ancak diğer birçok CB bazlı ışık yayan sistemde de görüldüğü gibi çözücü içerisinde çok düşük emisyon kuantum verimine sahiptir. Bu bölümde, o-CB-Anth ve o-CB-Pent sistemlerinin uyarılmış durum potansiyel enerji yüzeyi (PES) detaylı olarak incelenmiş ve düşük seviyeli bir yük transfer (CT) durumunun kuantum verimi üzerindeki etkisi tartışılmıştır.