Vibronic spectra of perylene bisimide oligomers: Effects of intermolecular charge-transfer excitation and conformational flexibility

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 115, Issue 12, 2011, Pages 2699-2708

  Gao, Fang ^a,c   Zhao, Yi ^b   Liang, Wanzhen ^a  

^a UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA   (China)

^b XIAMEN UNIVERSITY   (China)

^c INSTITUTE OF INTELLIGENT MACHINES   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ABSORPTION; CHARGE TRANSFER; COMPUTER SIMULATION; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; EMISSION SPECTROSCOPY; EXCITONS; LIGHT ABSORPTION; OLIGOMERS; PHOTOLUMINESCENCE SPECTROSCOPY;

ABSORPTION AND EMISSION SPECTRA; ABSORPTION AND PHOTOLUMINESCENCE; BROAD EMISSION BANDS; CHARGE-TRANSFER EXCITATIONS; CONFORMATIONAL FLEXIBILITY; EMISSION SPECTRUMS; EXCITON MODELS; EXCITON-PHONON COUPLINGS; EXCITONIC STATE; FRENKEL EXCITON MODEL; HEPTAMERS; INTERMOLECULAR DISTANCE; INTERMOLECULAR ORIENTATION; MULTICHROMOPHORES; PERYLENE BISIMIDES; PHOTOPHYSICAL PROPERTIES; RED SHIFT; RELATIVE INTENSITY; RUBRENES; STOKES SHIFT; TEMPERATURE DEPENDENT; THEORETICAL STUDY; TIME-DEPENDENT; VIBRONIC SPECTRA;

ABSORPTION SPECTROSCOPY;

EID: 79953046957     PISSN: 15206106     EISSN: 15205207     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp107449v     Document Type: Article

References (61)

1. McDermott, G.; Prince, S. M.; Freer, A. A.; Hawthornthwaite- Lawless, A. M.; Papiz, M. Z.; Cogdell, R. J.; Isaacs, N. W. Nature 1995, 374, 517
2. Koepke, J.; Hu, X.; Muenke, C.; Schulten, K.; Michel, H. Structure 1996, 4, 581
3. Cogdell, R. J.; Isaacs, N. W.; Freer, A. A.; Howard, T. D.; Gardiner, A. T.; Prince, S. M.; Papiz, M. Z. FEBS Lett. 2003, 555, 35
4. Herman, P.; Kleinekathofer, U.; Barvik, I.; Schreiber, M. J. Lumin. 2001, 94, 447
5. Dahlbom, M.; Pullerits, T.; Mukamel, S.; Sandstrom, V. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 5515
6. Zhao, Y.; Ng, M. F.; Chen, G. H. Phys. Rev. E 2004, 69, 032902
7. Lewis, F. D.; Kalgutkar, R. S.; Wu, Y.; Liu, X.; Liu, J.; Hayes, R. T.; Miller, S. E.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 12346
8. Lewis, F. D.; Liu, J.; Weigel, W.; Rettig, W.; Kurnikov, I. V.; Beratan, D. N. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 12536
9. Lewis, F. D.; Wu, T.; Zhang, Y.; Letsinger, R. L.; Greenfield, S. R.; Wasielewski, M. R. Science 1997, 277, 673
10. Hu, L. H.; Zhao, Y.; Wang, F.; Chen, G. H.; Ma, C. S.; Kwork, W. M.; Phillips, D. L. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 11812
11. Herbst, W.; Hunger, K. Industrial Organic Pigments: Production, Properties, Applications, 2 nd ed.; Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 1997.
12. Würthner, F. Chem. Commun. 2004, 1564, and references therein
13. Gautier, N.; Dumur, F.; Lloveras, V.; Gancedo, J. V.; Veciana, J.; Rovira, C.; Hudhomme, P. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 2765
14. Cukier, R. I.; Nocera, D. G. Annu. Rev. Phys. Chem. 1998, 49, 337
15. Schlicke, B.; Belser, P.; Cola, L. D.; Sabbioni, E.; Balzani, V. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 4207
16. D'Aléo, A.; Welter, S.; Cecchetto, E.; Cola, L. D. Pure Appl. Chem. 2005, 77, 1035
17. Curutchet, C.; Mennucci, B. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 16733
18. Cornil, J.; Beljonne, D.; Calbert, J.-P.; Bredas, J.-L. AdV. Mater. 2001, 13, 1053
19. Spano, F. C. Annu. ReV. Phys. Chem. 2006, 57, 217
20. Renger, T.; Voigt, J.; May, V.; Kühn, O. J. Phys. Chem. 1996, 100, 15654
21. Seibt, J.; Dehm, V.; Würthner, F.; Engel, V. J. Chem. Phys. 2007, 126, 164308
22. Seibt, J.; Engel, V. Chem. Phys. 2008, 347, 120
23. Seibt, J.; Marquetand, P.; Engel, V.; Chen, Z.; Dehm, V.; Würthner, F. Chem. Phys. 2006, 328, 354
24. Fink, R. F.; Seibt, J.; Engel, V.; Renz, M.; Kaupp, M.; Lochbrunner, S.; Zhao, H.-M.; Pfister, J.; Würthner, F.; Engels, B. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12858
25. Gao, F.; Liang, W. Z.; Zhao, Y. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 12847
26. Pan, F.; Gao, F.; Liang, W. Z.; Zhao, Y. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 14581
27. Chen, Z.; Stepanenko, V.; Dehm, V.; Prins, P.; Siebbeles, L. D. A.; Seibt, J.; Marquetand, P.; Engel, V.; Würthner, F. Chem.-Eur. J. 2007, 13, 436
28. Li, A. D. Q.; Wang, W.; Wang, L. Q. Chem.-Eur. J. 2003, 9, 4594
29. Wang, W.; Li, L. S.; Helms, G.; Zhou, H. H.; Li, A. D. Q. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 1120
30. Han, J. J.; Shaller, A. D.; Wang, W.; Li, A. D. Q. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 6974
31. Clark, A. E.; Qin, C.; Li, A. D. Q. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 7586
32. Scholz, R.; Kobitski, A. Y.; Kampen, T. U.; Schreiber, M.; Zahn, D. R. T. Phys. Rev. B 2000, 61, 13659
33. Forrest, S. R. Chem. Rev. 1997, 97, 1793
34. Scholz, R.; Kobitski, A. Y.; Zahn, D. R. T.; Schreiber, M. Phys. Rev. B 2005, 72, 245208
35. Hoffmann, M.; Soos, Z. G. Phys. Rev. B 2002, 66, 024305
36. Mazur, G.; Petelenz, P.; Slawik, M. J. Chem. Phys. 2003, 118, 1423
37. Tsiper, E. V.; Soos, Z. G. Phys. Rev. B 2001, 64, 195124
38. Giaimo, J. M.; Lockard, J. V.; Sinks, L. E.; Scott, A. M.; Wilson, T. M.; Wasielewski, M. R. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 2322
39. Wilson, T. M.; Tauber, M. J.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 8952
40. Veldman, D.; Chopin, S. M. A.; Meskers, S. C. J.; Groeneveld, M. M.; Williams, R. M.; Janssen, R. A. J. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 5846
41. Ahrens, M. J.; Sinks, L. E.; Rybtchinski, B.; Liu, W. H.; Jones, B. A.; Giaimo, J. M.; Gusev, A. V.; Goshe, A. J.; Tiede, D. M.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 8284
42. Yagai, S.; Seki, T.; Karatsu, T.; Kitamura, A.; Würthner, F. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 3367
43. Hoffmann, M.; Schmidt, K.; Fritz, T.; Hasche, T.; Agranovich, V. M.; Leo, K. Chem. Phys. 2000, 258, 73
44. McWeeny, R. Methods of Molecular Quantum Mechanics, 2 nd ed.; Academic Press: London, 1992.
45. Hsu, C.-P.; Fleming, G. R.; Head-Gordon, M.; Head-Gordon, T. J. Chem. Phys. 2001, 114, 3065
46. Scholes, G. D. Annu. Rev. Phys. Chem. 2003, 54, 57
47. Scholes, G. D.; Harcourt, R. D.; Ghiggino, K. P. J. Chem. Phys. 1995, 102, 9574
48. Thompson, A. L.; Gaab, K. M.; Xu, J.; Bardeen, C. J.; Martinez, T. J. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 671
49. Merrifield, R. E. J. Chem. Phys. 1961, 31, 1835
50. Lalov, I. J.; Warns, C.; Reineker, P. New J. Phys. 2008, 10, 085006
51. Senthilkumar, K.; Grozema, F. C.; Guerra, C. F.; Bichelhaupt, F. M.; Lewis, F. D.; Berlin, Y. A.; Ratner, M. A.; Siebbeles, L. D. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 14894
52. Valeev, E. F.; Coropceanu, V.; da Silva Filho, D. A.; Salman, S.; Brédas, J. L. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 9882
53. Li, H.; Bredas, J. L.; Lennartz, C. J. Chem. Phys. 2007, 126, 164704
54. Ahlrichs, R.; Bär, M.; Baron, H.-P.; Bauernschmitt, R.; Böcker, S.; Deglmann, P.; Ehrig, M.; Eichkorn, K.; Elliott, S.; Furche, F.; Haase, F.; Häser, M.; Horn, H.; Hättig, C.; Huber, C.; Huniar, U.; Kattannek, M.; Andreas Köhn, A.; Kölmel, C.; Kollwitz, M.; May, K.; Ochsenfeld, C.; Ohm, H.; Patzelt, H.; Rubner, O.; Schafer, S.; Schneider, U.; Sierka, M.; Treutler, O.; Unterreiner, B.; von Arnim, M.; Weigend, F.; Weis, P.; Weiss, H. TURBOMOLE; Quantum Chemistry Group, Universität Karlsruhe, 2003; Ver5.6.
55. Zhao, Y.; Liang, W. Z.; Nakamura, H. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 8204
56. Chai, J.-D.; Head-Gordon, M. J. Chem. Phys. 2008, 128, 084106
57. Chai, J.-D.; Head-Gordon, M. Chem. Phys. Lett. 2008, 467, 176
58. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, Jr, J. A.; Vreven, T.; Kudin, K. N.; Burant, J. C.; Millam, J. M.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Barone, V.; Mennucci, B.; Cossi, M.; Scalmani, G.; Rega, N.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Klene, M.; Li, X.; Knox, J. E.; Hratchian, H. P.; Cross, J. B.; Bakken, V.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Ayala, P. Y.; Morokuma, K.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Zakrzewski, V. G.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cui, Q.; Baboul, A. G.; Clifford, S.; Cioslowski, J.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M. W.; Gonzalez, C.; Pople, J. A. Gaussian 03; Gaussian: Pittsburgh, PA, 2003.
59. Shao, Y.; Molnar, L. F.; Jung, Y.; Kussmann, J.; Ochsenfeld, C.; Brown, S. T.; Gilbert, A. T. B.; Slipchenko, L. V.; Levchenko, S. V.; ONeill, D. P.; DiStasio, R. A.; Lochan, R. C.; Wang, T.; Beran, G. J. O.; Besley, N. A.; Herbert, J. M.; Lin, C. Y.; Van Voorhis, T.; Chien, S. H.; Sodt, A.; Steele, R. P.; Rassolov, V. A.; Maslen, P. E.; Korambath, P. P.; Adamson, R. D.; Austin, B.; Baker, J.; Byrd, E. F. C.; Dachsel, H.; Doerksen, R. J.; Dreuw, A.; Dunietz, B. D.; Dutoi, A. D.; Furlani, T. R.; Gwaltney, S. R.; Heyden, A.; Hirata, S.; Hsu, C. P.; Kedziora, G.; Khalliulin, R. Z.; Klunzinger, P.; Lee, A. M.; Lee, M. S.; Liang, W.; Lotan, I.; Nair, N.; Peters, B.; Proynov, E. I.; Pieniazek, P. A.; Rhee, Y. M.; Ritchie, J.; Rosta, E.; Sherrill, C. D.; Simmonett, A. C.; Subotnik, J. E.; Woodcock, H. L.; Zhang, W.; Bell, A. T.; Chakraborty, A. K.; Chipman, D. M.; Keil, F. J.; Warshel, A.; Hehre, W. J.; Schaefer, H. F.; Kong, J.; Krylov, A. I.; Gill, P. M. W.; Head-Gordon, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 3172
60. Wu, Q.; Van Voorhis, T. J. Chem. Phys. 2006, 125, 164105
61. Song, J.; Gao, F.; Shi, B.; Liang, W. Z. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 13070