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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 10/2020

06.04.2020

Comparative study of optoelectronic, thermodynamic, linear and nonlinear optical properties of methyl phenalenyl doped to zinc and copper and their applications

verfasst von: Clovis Kabé, Fridolin Tchangnwa Nya, Geh Wilson Ejuh, Jean Marie Ndjaka

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 10/2020

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Abstract

In this study, we have determined the molecular structures of methyl phenalenyl doped to zinc and copper, their optoelectronic, thermodynamic, and linear and nonlinear optical (NLO) properties. We carried out a comparative study by using the density functional theory DFT/6-31++G**. The theoretical study of zinc methyl phenalenyl (ZMP) reveals an energy gap Egap of 3.54 eV, mean polarizability α0 of 207.42 a.u, first static hyperpolarizability β0 of 261.92 a.u, and free energy of Gibbs G of − 2469.099 Hartree. Moreover, substituting zinc by copper, the copper methyl phenalenyl (CuMP) proposed shows more interesting properties: its energy gap Egap (1.56 eV) exhibits good applications for electronic, thin films, and photonic devices and its high first static hyperpolarizability β0 (6678.75 a.u) makes the molecule to find applications in NLO devices comparatively to para-nitroaniline used as reference molecule. CuMP like ZMP can be used in memory storage devices due to free spin.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat L.L. Cui, B.C. Yang, X.M. Li, C. Cao, M.Q. Long, J. Appl. Phys. 116, 033701 (2014)CrossRef L.L. Cui, B.C. Yang, X.M. Li, C. Cao, M.Q. Long, J. Appl. Phys. 116, 033701 (2014)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat P.R.L. Malenfant, C.D. Dimitrakopoulos, J.D. Gelorme, L.L. Kosbar, T.O. Graham, A. Curioni, W. Andreoni, Appl. Phys. Lett. 80, 2517 (2002)CrossRef P.R.L. Malenfant, C.D. Dimitrakopoulos, J.D. Gelorme, L.L. Kosbar, T.O. Graham, A. Curioni, W. Andreoni, Appl. Phys. Lett. 80, 2517 (2002)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat K.S. Novoselov, A.K. Geim, S. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. Dubonos, I. Grigorieva, A. Firsov, Science 306, 666 (2004)CrossRef K.S. Novoselov, A.K. Geim, S. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. Dubonos, I. Grigorieva, A. Firsov, Science 306, 666 (2004)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat J.S. Moodera, T.S. Santos, T. Nagahama, J. Phys. Condens. Matter 19, 165202 (2007)CrossRef J.S. Moodera, T.S. Santos, T. Nagahama, J. Phys. Condens. Matter 19, 165202 (2007)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat United States Patent No USOO8711600B2, 2(12):10, 2014. United States Patent No USOO8711600B2, 2(12):10, 2014.
7.
Zurück zum Zitat A. MAGRÍ, “Multifunctional Complexes for Molecular Devices”, These, 2014. A. MAGRÍ, “Multifunctional Complexes for Molecular Devices”, These, 2014.
8.
Zurück zum Zitat C. Tan, Y. Zhou, C. Chen, J. Yu, K. Chen, Org. Electron. 28, 244–251 (2016)CrossRef C. Tan, Y. Zhou, C. Chen, J. Yu, K. Chen, Org. Electron. 28, 244–251 (2016)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat R. Dennington, T. Keith, J. Millam, GaussView, Version, 6 (Semichem Inc., Shawnee Mission KS, 2009) R. Dennington, T. Keith, J. Millam, GaussView, Version, 6 (Semichem Inc., Shawnee Mission KS, 2009)
10.
Zurück zum Zitat Gaussian 09, Revision D.01, M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, G. Scalmani, V. Barone, B. Mennucci, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Caricato, X. Li, H. P. Hratchian, A. F. Izmaylov, J. Bloino, G. Zheng, J. L. Sonnenberg, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, T. Vreven, J. A. Montgomery, Jr., J. E. Peralta, F. Ogliaro, M. Bearpark, J. J. Heyd, E. Brothers, K. N. Kudin, V. N. Staroverov, T. Keith, R. Kobayashi, J. Normand, K. Raghavachari, A. Rendell, J. C. Burant, S. S. Iyengar, J. Tomasi, M. Cossi, N. Rega, J. M. Millam, M. Klene, J. E. Knox, J. B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, R. L. Martin, K. Morokuma, V. G. Zakrzewski, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, S. Dapprich, A. D. Daniels, O. Farkas, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, J. Cioslowski, and D. J. Fox, Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2013. Gaussian 09, Revision D.01, M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, G. Scalmani, V. Barone, B. Mennucci, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Caricato, X. Li, H. P. Hratchian, A. F. Izmaylov, J. Bloino, G. Zheng, J. L. Sonnenberg, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, T. Vreven, J. A. Montgomery, Jr., J. E. Peralta, F. Ogliaro, M. Bearpark, J. J. Heyd, E. Brothers, K. N. Kudin, V. N. Staroverov, T. Keith, R. Kobayashi, J. Normand, K. Raghavachari, A. Rendell, J. C. Burant, S. S. Iyengar, J. Tomasi, M. Cossi, N. Rega, J. M. Millam, M. Klene, J. E. Knox, J. B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, R. L. Martin, K. Morokuma, V. G. Zakrzewski, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, S. Dapprich, A. D. Daniels, O. Farkas, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, J. Cioslowski, and D. J. Fox, Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2013.
11.
12.
Zurück zum Zitat S. Grimme, J. Antony, S. Ehrlich, H.J. Krieg, Chem. Phys. 132, 154104 (2010) S. Grimme, J. Antony, S. Ehrlich, H.J. Krieg, Chem. Phys. 132, 154104 (2010)
13.
Zurück zum Zitat G. Horowitz, Organic Field-Effect Transistors. Adv. Mater. 10(5), 365–377 (1998)CrossRef G. Horowitz, Organic Field-Effect Transistors. Adv. Mater. 10(5), 365–377 (1998)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat R. Cardia, G. Malloci, G.-M. Rignanese, X. Blase, E. Molteni, G. Cappellini, Electronic and optical properties of hexathiapentacene in the gas and crystal phases. Phys. Rev. B 93, 235132 (2016)CrossRef R. Cardia, G. Malloci, G.-M. Rignanese, X. Blase, E. Molteni, G. Cappellini, Electronic and optical properties of hexathiapentacene in the gas and crystal phases. Phys. Rev. B 93, 235132 (2016)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat A. Kovacs, V. Izvekov, K. Zauer, K. Ohta, J. Phys. Chem. A 105, 5000 (2001)CrossRef A. Kovacs, V. Izvekov, K. Zauer, K. Ohta, J. Phys. Chem. A 105, 5000 (2001)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat G.W. Ejuh, N. Samuel, T.N. Fridolin, N.J. Marie, Mater. Lett. 178, 221–226 (2016)CrossRef G.W. Ejuh, N. Samuel, T.N. Fridolin, N.J. Marie, Mater. Lett. 178, 221–226 (2016)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat C. Yuksetktepe, H. Saracoglu, N. Calytkan, Y. Yylmaz, Bull. Korean Chem. Soc. 31, 3553 (2010)CrossRef C. Yuksetktepe, H. Saracoglu, N. Calytkan, Y. Yylmaz, Bull. Korean Chem. Soc. 31, 3553 (2010)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat S. Riahi, S. Eynollahi, S. Soleimani, M.R. Ganjali, P. Norouzi, H.M. Shiri, Int. J. Electrochem. Sci. 4, 1407 (2009) S. Riahi, S. Eynollahi, S. Soleimani, M.R. Ganjali, P. Norouzi, H.M. Shiri, Int. J. Electrochem. Sci. 4, 1407 (2009)
23.
Zurück zum Zitat R.R. Nair, W.C. Ren, R. Jali, I. Riaz, V.G. Kravets, L. Britnell, P. Blake, F. Schedin, A.S. Mayorov, S. Yuan, M.I. Katsnelson, H.M. Cheng, W. Strupinski, L.G. Bulusheva, A.V. Okotrub, I.V. Grigorieva, A.N. Grigorenko, K.S. Novoselov, A.K. Geim, Fluorographene : a two dimensional counterpart of Teon (Astronomy and Manchester Centre for Mesoscience, Nanotechnology, University of Manchester, Manchester, School of Physics, 2013) R.R. Nair, W.C. Ren, R. Jali, I. Riaz, V.G. Kravets, L. Britnell, P. Blake, F. Schedin, A.S. Mayorov, S. Yuan, M.I. Katsnelson, H.M. Cheng, W. Strupinski, L.G. Bulusheva, A.V. Okotrub, I.V. Grigorieva, A.N. Grigorenko, K.S. Novoselov, A.K. Geim, Fluorographene : a two dimensional counterpart of Teon (Astronomy and Manchester Centre for Mesoscience, Nanotechnology, University of Manchester, Manchester, School of Physics, 2013)
24.
Zurück zum Zitat H. Alyar, Rev. Adv. Mater. Sci. 34, 79–87 (2013) H. Alyar, Rev. Adv. Mater. Sci. 34, 79–87 (2013)
25.
26.
Zurück zum Zitat S.S. Yamijala, M. Mukhopadhyay, S.K. Pati, J. Phys. Chem. C 119(21), 12079–12087 (2015)CrossRef S.S. Yamijala, M. Mukhopadhyay, S.K. Pati, J. Phys. Chem. C 119(21), 12079–12087 (2015)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat Y.T. Assatse, G.W. Ejuh, R.A.Y. Kamsi, F. Tchoffo, J.M.B. Ndjaka, Chem. Phys. Lett. 731, 136602 (2019)CrossRef Y.T. Assatse, G.W. Ejuh, R.A.Y. Kamsi, F. Tchoffo, J.M.B. Ndjaka, Chem. Phys. Lett. 731, 136602 (2019)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat L. Bergé, S. Skupin, R. Nuter, J. Kasparian, J.P. Wolf, Rep. Prog. Phys. 70, 1633 (2007)CrossRef L. Bergé, S. Skupin, R. Nuter, J. Kasparian, J.P. Wolf, Rep. Prog. Phys. 70, 1633 (2007)CrossRef
31.
Zurück zum Zitat A.K. Srivastava, S.K. Pandeyand, N. Misra, Chem. Phys. Lett. 691, 82–86 (2018)CrossRef A.K. Srivastava, S.K. Pandeyand, N. Misra, Chem. Phys. Lett. 691, 82–86 (2018)CrossRef
32.
Zurück zum Zitat P.K. Nayak, N. Periasamy, Calculation of electron affinity, ionization potential, transport gap, optical band gap and exciton binding energy of organic solids using ‘ solvation’ model and DFT. Org. Electron. 10(7), 1396–1400 (2009)CrossRef P.K. Nayak, N. Periasamy, Calculation of electron affinity, ionization potential, transport gap, optical band gap and exciton binding energy of organic solids using ‘ solvation’ model and DFT. Org. Electron. 10(7), 1396–1400 (2009)CrossRef
33.
Zurück zum Zitat C. Zhan, J.A. Nichols, D.A. Dixon, Phys. Chem. A 107(20), 4184–4195 (2003)CrossRef C. Zhan, J.A. Nichols, D.A. Dixon, Phys. Chem. A 107(20), 4184–4195 (2003)CrossRef
34.
Zurück zum Zitat F. Tchangnwa Nya, G.W. Ejuh, J.M.B. Ndjaka, Mater. Lett. 202, 89–95 (2017)CrossRef F. Tchangnwa Nya, G.W. Ejuh, J.M.B. Ndjaka, Mater. Lett. 202, 89–95 (2017)CrossRef
Metadaten
Titel
Comparative study of optoelectronic, thermodynamic, linear and nonlinear optical properties of methyl phenalenyl doped to zinc and copper and their applications
verfasst von
Clovis Kabé
Fridolin Tchangnwa Nya
Geh Wilson Ejuh
Jean Marie Ndjaka
Publikationsdatum
06.04.2020
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 10/2020
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-020-03328-4

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