Challenges for the accurate simulation of anisotropic charge mobilities through organic molecular crystals: The β phase of mer-tris(8- hydroxyquinolinato)aluminum(III) (Alq3) crystal

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 116, Issue 28, 2012, Pages 14826-14836

  Yin, Shiwei ^a   Li, Lanlan ^a   Yang, Yongmei ^a   Reimers, Jeffrey R ^b  

^a SHAANXI NORMAL UNIVERSITY   (China)

^b UNIVERSITY OF SYDNEY   (Australia)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

APPLIED FIELD; CHARGE HOPPING; CHARGE LOCALIZATION; CHARGE MOBILITIES; CRYSTAL SITE; DIFFUSION MODEL; DIFFUSION MODELING; DRIFT VELOCITIES; ELECTRONIC COUPLING; EXPERIMENTAL STUDIES; FIELD STRENGTHS; HOPPING RATE; INTERMOLECULAR COUPLING; KINETIC MONTE CARLO SIMULATION; MASTER EQUATIONS; MONTE CARLO; ORDERS OF MAGNITUDE; ORGANIC MOLECULAR CRYSTAL; PERTURBATION THEORY; QUANTITATIVE AGREEMENT; RELATIVE STRENGTH; REORGANIZATION ENERGIES; RESIDENCE TIME; SEMI-ANALYTICAL SOLUTION; TUNNELING PROCESS; ZERO FIELDS;

ALUMINUM; AMORPHOUS MATERIALS; ANISOTROPY; DIFFUSION; ELECTRON MOBILITY; ORGANIC CONDUCTORS;

STRENGTH OF MATERIALS;

EID: 84863910442     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp303724r     Document Type: Article

References (103)

1. Burroughes, J. H.; Bradley, D. D. C.; Brown, A. R.; Marks, R. N.; Mackay, K.; Friend, R. H.; Burns, P. L.; Holmes, A. B. Nature 1990, 347, 539-541
2. An, H.; Chen, B.; Hou, J.; Shen, J.; Liu, S. J. Phys. D: Appl. Phys. 1998, 31, 1144-1148
3. Baldo, M. A.; Lamansky, S.; Burrows, P. E.; Thompson, M. E.; Forrest, S. R. Appl. Phys. Lett. 1999, 75, 4-6
4. Cölle, M.; Brütting, W. Phys. Status Solidi A 2004, 201, 1095-1115
5. Zaumseil, J.; Sirringhaus, H. Chem. Rev. 2007, 107, 1296-1323
6. Gunes, S.; Neugebauer, H.; Sariciftci, N. S. Chem. Rev. 2007, 107, 1324-1338
7. Hannewald, K.; Bobbert, P. A. Appl. Phys. Lett. 2004, 85, 1535-1537
8. Hannewald, K.; Bobbert, P. A. Phys. Rev. B 2004, 69, 752121-7521212
9. Ortmann, F.; Bechstedt, F.; Hannewald, K. J. Phys.: Condens. Matter 2010, 22, 465802
10. Ortmann, F.; Bechstedt, F.; Hannewald, K. New J. Phys. 2010, 12, 023011
11. Wang, L. J.; Peng, Q.; Li, Q. K.; Shuai, Z. J. Chem. Phys. 2007, 127, 044506
12. Wang, L. J.; Li, Q. K.; Shuai, Z. J. Chem. Phys. 2008, 128, 194706
13. Wang, L.; Nan, G.; Yang, X.; Peng, Q.; Li, Q.; Shuai, Z. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 423-434
14. Cheng, Y. C.; Silbey, R. J.; Filho, D. A. d. S.; Calbert, J. P.; Cornil, J.; Bredas, J. L. J. Chem. Phys. 2003, 118, 3764-3774
15. Troisi, A.; Orlandi, G. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 1849-1856
16. Yang, Y.; Geng, H.; Yin, S.; Shuai, Z.; Peng, J. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 3180-3184
17. Troisi, A.; Orlandi, G. Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 086601-086604
18. Troisi, A. Adv. Mater. 2007, 19, 2000-2004
19. Brédas, J. L.; Norton, J. E.; Cornil, J.; Coropceanu, V. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1691-1699
20. Schein, L. B.; Duke, C. B.; McGhie, A. R. Phys. Rev. Lett. 1978, 40, 197-200
21. Brédas, J. L.; Beljonne, D.; Coropceanu, V.; Cornil, J. Chem. Rev. 2004, 104, 4971-5003
22. Kwiatkowski, J. J.; Nelson, J.; Li, H.; Bredas, J. L.; Wenzel, W.; Lennartz, C. Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 1852-1858
23. Brédas, J. L.; Calbert, J. P.; Da Silva Filho, D. A.; Cornil, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 5804-5809
24. Coropceanu, V.; Cornil, J.; da Silva Filho, D. A.; Olivier, Y.; Silbey, R.; Brédas, J. L. Chem. Rev. 2007, 107, 926-952
25. Berlin, Y. A.; Hutchison, G. R.; Rempala, P.; Ratner, M. A.; Michl, J. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 3970-3980
26. Hutchison, G. R.; Ratner, M. A.; Marks, T. J. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 2339-2350
27. Stehr, V.; Pfister, J.; Fink, R. F.; Engels, B.; Deibel, C. Phys. Rev. B 2011, 83, 155208
28. Deng, W.-Q.; Goddard, W. A., III J. Phys. Chem. B 2004, 108, 8614-8621
29. Wen, S.-H.; Li, A.; Song, J.; Deng, W.-Q.; Han, K.-L.; Goddard, W. A. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 8813-8819
30. Lin, B. C.; Cheng, C. P.; You, Z.-Q.; Hsu, C.-P. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 66-67
31. Song, Y.; Di, C.; Yang, X.; Li, S.; Xu, W.; Liu, Y.; Yang, L.; Shuai, Z.; Zhang, D.; Zhu, D. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 15940-15941
32. Yang, X.; Li, Q.; Shuai, Z. Nanotechnology 2007, 18, 424029
33. Yin, S.; Yi, Y.; Li, Q.; Yu, G.; Liu, Y.; Shuai, Z. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 7138-7143
34. Sancho-García, J. C.; Pérez-Jiménez, A. J. J. Chem. Phys. 2008, 129, 024103
35. Sancho-García, J. C.; Pérez-Jiménez, A. J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 2741-2746
36. Sancho-García, J. C.; Pérez-Jiménez, A. J.; Olivier, Y.; Cornil, J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 9381-9388
37. Marcus, R. A. Rev. Mod. Phys. 1993, 65, 599-610
38. Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 1956, 24, 966-978
39. Hush, N. S. J. Chem. Phys. 1958, 28, 962-972
40. Kubo, R.; Toyozawa, Y. Prog. Theo. Phys. 1955, 13, 160-182
41. Levich, V. G.; Dogonadze, R. R. Dokl. Acad. Nauk. SSSR Ser. Fiz. Khim. 1959, 124, 123-126
42. Jortner, J. J. Chem. Phys. 1976, 64, 4860-4867
43. Warshel, A. J. Phys. Chem. 1982, 86, 2218
44. Lin, S. H.; Chang, C. H.; Liang, K. K.; Chang, R.; Shiu, Y. J.; Zhang, J. M.; Yang, T.-S.; Hayashi, M.; Hsu, F. C. Adv. Chem. Phys. 2002, 121, 1-88
45. Nan, G.; Yang, X.; Wang, L.; Shuai, Z.; Zhao, Y. Phys. Rev. B 2009, 79, 115203
46. Yu, Z. G.; Smith, D. L.; Saxena, A.; Martin, R. L.; Bishop, A. R. Phys. Rev. Lett. 2000, 84, 721
47. Pasveer, W. F.; Cottaar, J.; Tanase, C.; Coehoorn, R.; Bobbert, P. A.; Blom, P. W. M.; de Leeuw, D. M.; Michels, M. A. J. Phys. Rev. Lett. 2005, 94, 206601
48. Yin, S.; Lv, Y. Org. Electron. 2008, 9, 852-858
49. Bässler, H. Phys. Status Solidi B 1993, 175, 15-56
50. Chatten, A.; Tuladhar, S.; Choulis, S.; Bradley, D.; Nelson, J. J. Mater. Sci. 2005, 40, 1393-1398
51. Einstein, A. Ann. Phys. (Weinheim, Ger.) 1905, 17, 549-560
52. Smoluchowski, M. Bull. Int. l'Acad. Sci. Cracovie 1906, 202
53. Landsberg, P. T. Eur. J. Phys. 1981, 2, 213-219
54. Datta, A.; Mohakud, S.; Pati, S. K. J. Chem. Phys. 2007, 126, 144710
55. Huo, P.; Coker, D. F. J. Chem. Phys. 2012, 136, 115102
56. Huo, P.; Coker, D. F. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 825-833
57. Bonella, S.; Montemayor, D.; Coker, D. F. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 6715-6719
58. Hush, N. S. J. Electroanal. Chem. 1999, 460, 5
59. Zhao, Y.; Liang, W. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 1075-1087
60. Shuai, Z.; Wang, L.; Li, Q. Adv. Mater. 2011, 23, 1145-1153
61. Reimers, J. R.; Hush, N. S. Chem. Phys. 1989, 134, 323
62. Liu, Y. H.; Xie, Y.; Lu, Z. Y. Chem. Phys. 2010, 367, 160-166
63. Bisquert, J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 3175-3194
64. Lee, S.-H.; Larsen, A. G.; Ohkubo, K.; Cai, Z.-L.; Reimers, J. R.; Fukuzumi, S.; Crossley, M. J. Chem. Sci. 2012, 3, 257-269
65. Brinkmann, M.; Gadret, G.; Muccini, M.; Taliani, C.; Masciocchi, N.; Sironi, A. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 5147-5157
66. Tang, C. W.; VanSlyke, S. A. Appl. Phys. Lett. 1987, 51, 913-915
67. Drew, A. J.; Pratt, F. L.; Hoppler, J.; Schulz, L.; Malik-Kumar, V.; Morley, N. A.; Desai, P.; Shakya, P.; Kreouzis, T.; Gillin, W. P.; Kim, K. W.; Dubroka, A.; Scheuermann, R. Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 116601
68. Naka, S.; Okada, H.; Onnagawa, H.; Yamaguchi, Y.; Tsutsui, T. Synth. Met. 2000, 111, 331-333
69. Malliaras, G. G.; Shen, Y.; Dunlap, D. H.; Murata, H.; Kafafi, Z. H. Appl. Phys. Lett. 2001, 79, 2582-2584
70. Murata, H.; Malliaras, G. G.; Uchida, M.; Shen, Y.; Kafafi, Z. H. Chem. Phys. Lett. 2001, 339, 161-166
71. Fong, H. H.; So, S. K. J. Appl. Phys. 2006, 100, 094502/094501-094502/ 094505
72. Li, H.; Bredas, J.-L.; Lennartz, C. J. Chem. Phys. 2007, 126, 164704
73. Nagata, Y.; Lennartz, C. J. Chem. Phys. 2008, 129, 034709
74. Lukyanov, A.; Lennartz, C.; Andrienko, D. Phys Status Solidi A 2009, 206, 2737-2742
75. Difley, S.; Wang, L.-P.; Yeganeh, S.; Yost, S. R.; Voorhis, T. V. Acc. Chem. Res. 2010, 43, 995-1004
76. Nagata, Y. ChemPhysChem 2010, 11, 474-479
77. Fuchs, A.; Steinbrecher, T.; Mommer, M. S.; Nagata, Y.; Elstner, M.; Lennartz, C. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 4259-4270
78. Johansson, N.; Osada, T.; Stafström, S.; Salaneck, W. R.; Parente, V.; Dos Santos, D. A.; Crispin, X.; Brédas, J. L. J. Chem. Phys. 1999, 111, 2157-2163
79. Halls, M. D.; Schlegel, H. B. Chem. Mater. 2001, 13, 2632-2640
80. Kushto, G. P.; Iizumi, Y.; Kido, J.; Kafafi, Z. H. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 3670-3680
81. Martin, R. L.; Kress, J. D.; Campbell, I. H.; Smith, D. L. Phys. Rev. B 2000, 61, 15804-15811
82. Yu, Z. G.; Smith, D. L.; Saxena, A.; Martin, R. L.; Bishop, A. R. Phys. Rev. B 2001, 63, 085202
83. Pasveer, W. F.; Cottaar, J.; Bobbert, P. A.; Michels, M. A. J. Synth. Met. 2005, 152, 157-160
84. Yin, S.; Yang, Y.; Lv, Y. Synth. Met. 2010, 160, 1241-1246
85. Olivier, Y.; Lemaur, V.; Bredas, J. L.; Cornil, J. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 6356-6364
86. Nyquist, H. Phys. Rev. 1928, 32, 110-113
87. Weber, J. Phys. Rev. 1956, 101, 1620-1626
88. Reimers, J. R.; Hush, N. S. Chem. Phys. 2004, 299, 79
89. Brovchenko, I. V. Chem. Phys. Lett. 1997, 278, 355-359
90. Norton, J. E.; Brédas, J. L. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12377-12384
91. McMahon, D. P.; Troisi, A. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 941-946
92. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652
93. Hehre, W. J.; Ditchfield, R.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1972, 56, 2257-2261
94. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Scalmani, G.; Barone, V.; Mennucci, B.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Caricato, M.; Li, X.; Hratchian, H. P.; Izmaylov, A. F.; Bloino, J.; Zheng, G.; Sonnenberg, J. L.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Vreven, T.; Montgomery, J. A., Jr.; Peralta, J. E.; Ogliaro, F.; Bearpark, M.; Heyd, J. J.; Brothers, E.; Kudin, K. N.; Staroverov, V. N.; Kobayashi, R.; Normand, J.; Raghavachari, K.; Rendell, A.; Burant, J. C.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Cossi, M.; Rega, N.; Millam, J. M.; Klene, M.; Knox, J. E.; 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.; Martin, R. L.; Morokuma, K.; Zakrzewski, V. G.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Farkas, O.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cioslowski, J.; Fox, D. J. Gaussian 09, revision A.02; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2009.
95. Kubar, T.; Woiczikowski, P. B.; Cuniberti, G.; Elstner, M. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 7937-7947
96. Zhang, L. Y.; Friesner, R. A.; Murphy, R. B. J. Chem. Phys. 1997, 107, 450-459
97. Hush, N. S. Prog. Inorg. Chem. 1967, 8, 391-444
98. Reimers, J. R.; Hush, N. S. J. Phys. Chem. 1991, 95, 9773
99. Cave, R. J.; Newton, M. D. Chem. Phys. Lett. 1996, 249, 15-19
100. Löwdin, P.-O. J. Chem. Phys. 1950, 18, 365-375
101. Reimers, J. R. J. Chem. Phys. 2001, 115, 9103-9109
102. Reimers, J. R.; Hush, N. S. J. Chem. Phys. 2003, 119, 3262-3277
103. Knowles, P. J.; Lindh, R.; Manby, F. R.; Schütz, M.; MOLPRO, version 2010.1, A Package of Ab Initio Programs; University of Birmingham: Birmingham, 2010.