A density functional study on narrow band GAP donor-acceptor type conducting polymers

ÖZETDAR BANT ARALIKLI VERİCİ ALICI TİPTEKİ İLETKENPOLİMERLERİN YOĞUNLUK FONKSİYONEL TEORİSİKULLANILARAK İNCELENMESİOZAN KARALTIYüksek Lisans, Kimya BölümüTez Yöneticisi: Doç. Dr. Ulrike SalznerAğustos 2004Fiziksel özelliklerin kontrol edilebilmesindeki önemli faktörlerden biri bantaralığıdır. Düşük bant aralıklı polimerlerin incelenmesi süregelen bir araştırmakonusudur. Yapısal değişiklikle bant aralığı büyüklüğü ayarlanabilir. Dar bantaralıklı polimerlerin dizaynı için değişik yöntemler kullanılmaktadır. Verici alıcıkonsepti düşük bant aralıklı polimer dizaynında kullanılan yöntemlerden biridir.Bu teoriye gore, bir konjuge zincirde düzenli olarak sıralanan verici alıcı tiptekigruplar dar bir bant aralağının ve aynı zamanda geniş iletken ve valans bantlarınınoluşmasını sağlarlar. Dar bant aralıklı polimer sentezinde kullanılan diğer ikimetod ise polimerlerin uygun olmayan yapılara zorlanması ve sıralı bağ uzunlugudeğişim farkının azaltılmasıdır.Yamashita ve grubu benzobis(1,2,5-thiadiazole) and [1,2,5] thiadiazolo[3,4-b]thieno[3,4-e] pyrazine alıcı gruplarından, tiyofen ve pirol verici gruplarındanoluşan polimerler sentezlediler. Bu sentezlenen polimerlerin bant aralıkları çokvdüşüktür. Bu düşük bant aralıklı polimerlerin dizaynı da verici alıcı konseptinedayandırılmaktadır.Biz de bu düşük bant aralıklarının nedenlerini bulmayı ve verici alıcı konseptiningeçerliliğini sınamayı amaçladık. Homo-oligomerler ve tiyofen (Th), pirol (Py),benzo[1,2-c;3,4-c']bis[1,2,5]-thidiazole (BBT) ve [1,2,5] thiadiazolo[3,4-b]thieno[3,4-e] pyrazine (TTP)'den oluşan, 1:1 ve 1:2 alıcı/verici oranına sahipolan ko-oligomerler yoğunluk fonksiyonel teorisi kullanılarak incelenmiştir.Polimerlerin bant aralıkları B3P86-30% /CEP-31g* teori seviyesinde HOMO-LUMO enerji farklarını ikinci dereceden polinom fit yapılarak tahmin edilmeyeçalışılmıştır.Teorik araştırma, bant aralığı düşüşündeki esas nedenin verici alıcı konseptiolmadığını ve bu konseptteki bant genişlemesi öngörüsünün de geçerli olmadığınıgöstermiştir. Bant aralığındaki daralmanın nedenleri kinoid geometri etkisi vesıralı bağ uzunluğu değişim farkının azalmasıdır.Anahtar Kelimeler: Yoğunluk fonksiyonel teori, iletken polimerler, sıralıorganik polimerler, bant aralığı, bant genişliği, verici alıcı konseptivi