Coupled electron-hole quantum dynamics on D-π-A dye-sensitized TiO 2 semiconductors

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 116, Issue 40, 2012, Pages 21169-21178

  Hoff, Diego A ^a   Da Silva, Robson ^a   Rego, Luis G C ^a  

^a FEDERAL UNIVERSITY OF SANTA CATARINA   (Brazil)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ANCHORING GROUPS; ATOMISTIC METHODS; CHARGE SEPARATIONS; COMPARATIVE ANALYSIS; COULOMB COUPLINGS; DONOR GROUPS; DYE MOLECULE; DYE SENSITIZED; ELECTRON DONORS; ELECTRON HOLE; INTERFACIAL ELECTRON TRANSFER; NUCLEAR MOTIONS; ORGANIC DYE; QUANTUM DYNAMICS; QUANTUM MECHANICAL; SOLVATION DYNAMICS; SOLVATION EFFECT; TIO; TRIPHENYL AMINES; ULTRA-FAST;

DYNAMICS; ELECTRON TRANSITIONS; OPTICAL PROPERTIES; QUANTUM THEORY; SEPARATION; SOLVATION; THIOPHENE;

TITANIUM DIOXIDE;

EID: 84867522563     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp303647x     Document Type: Article

References (78)

1. Collini, E.; Scholes, G. D. Science 2009, 323, 369-373
2. Yuanping, Y.; Coropceanu, V.; Brédas, J. L. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15777-15783
3. Brédas, J. L.; Norton, J. E.; Cornil, J.; Coropceanu, V. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1691-1699
4. Cook, S.; Katoh, R.; Furube, A. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 2547-2552
5. Clarke, T. M.; Durrant, J. R. Chem. Rev. 2010, 110, 6736-6767
6. O'Regan, B.; Grätzel, M. Nature 1991, 353, 737-740
7. O'Regan, B.; Grätzel, M. Nature 2001, 414, 338-344
8. Nazeeruddin, M. K.; Kay, A.; Rodicio, I.; Humphry-Baker, R.; Müller, E.; Liska, P.; Vlachopoulos, N.; Grätzel, M. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 6382-6390
9. Hagfeldt, A.; Sun, L.; Hagberg, D. P.; Gabrielsson, E.; Marinado, T.; Jiang, X. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 2799-2805
10. Yum, J. H.; Hagberg, D. P.; Moon, S. J.; Karlsson, K. M.; Marinado, T.; Sun, L.; Hagfeldt, A.; Nazeeruddin, M. K.; Grätzel, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 1576-1580
11. Kim, S.; Lee, J. K.; Kang, S. O.; Ko, J.; Yum, J.-H.; Fantacci, S.; De Angelis, F.; Di Censo, D.; Nazeeruddin, M. K.; Grätzel, M. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 16701-16707
12. Snaith, H. J.; Schmidt-Mende, L. Adv. Mater. 2007, 19, 3187-3200
13. Fujishima, A.; Honda, K. Nature 1972, 238, 37-38
14. Kamat, P.; Meisel, D. Semiconductor Nanocluster-Physical Chemical and Catalytic Aspects; Elsevier: Amsterdam, 1997.
15. Gust, D.; Moore, T. A.; Moore, A. L. Acc. Chem. Res. 2001, 34, 40-48
16. McConnell, I.; Gonghu, L.; Brudvig, G. W. Chem. Biol. 2010, 17, 434-447
17. Scholes, G. D.; Fleming, G. R.; Olaya-Castro, A.; van Grondelle, R. Nat. Chem. 2011, 3, 763-774
18. O'Regan, B.; Grätzel, M. Nature 1991, 353, 737-740
19. Grätzel, M. Nature 2001, 414, 338-344
20. Brédas, J. L.; Beljonne, B.; Coropceanu, V.; Cornil, J. Chem. Rev. 2004, 104, 4971-5004
21. Shane, A.; Meyer, G. J. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 115-164
22. Yum, J.-H.; Chen, P.; Grätzel, M.; Nazeeruddin, K. ChemSusChem 2008, 1, 699-707
23. Grätzel, M. Inorg. Chem. 2005, 44, 6841-6951
24. Hammann, T. W.; Jensen, R. A.; Martinson, A. B. F.; Ryswyk, H. V.; Hupp, J. T. Energy Environ. Sci. 2008, 1, 66-78
25. Ooyama, Y.; Harima, Y. Eur. J. Org. Chem. 2009, 2009, 2903-2934
26. Hagfeldt, A.; Boschloo, G.; Sun, L.; Kloo, L.; Petterson, H. Chem. Rev. 2010, 110, 6595-6663
27. Hara, K.; Koumura, N.; Wang, Z.-S.; Mori, S.; Miyashita, M.; Suzuki, E. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 14256-14257
28. Wang, P.; Zakeeruddin, S. M.; Grätzel, M.; Humphry-Baker, R.; Yi, Z.; Zhang, G.; Gao, F.; Li, R.; Shi, D.; Xu, M. Adv. Mater. 2008, 20, 4460-4463
29. Qin, H.; Wenger, S.; Xu, M.; Gao, F.; Jin, X.; Wang, P.; Zakeeruddin, S. M.; Grätzel, M. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 9202-9203
30. Ito, S.; Zakeeruddin, M.; Humphry-Baker, R.; Liska, P.; Charvet, R.; Comte, P.; Nazeeruddin, M. K.; Péchy, P.; Takata, M.; Miura, H. Adv. Mater. 2006, 18, 1202-1205
31. Chen, C. Y.; Wang, M.; Li, J. Y.; Pootrakulchote, N.; Alibabaei, L.; Ngoc-le, C.; Decoppet, J. D.; Tsai, J. H.; Grätzel, C.; Wu, C. G. ACS Nano 2009, 3, 3103-3109
32. Xu, J.; Wang, L.; Liang, G.; Bai, Z.; Wang, L.; Xu, W.; Shen, X. Spectrochim. Acta, Part A 2011, 78, 287-293
33. Myllyperkiö, P.; Manzoni, C.; Polli, D.; Cerullo, G.; Korppi-Tommola, J. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 13985-13992
34. Hagberg, D. P.; Marinado, T.; Karlsson, K. M.; Nonomura, K.; Qin, P.; Boschloo, G.; Brinck, T.; Hagfeldt, A.; Sun, L. J. Org. Chem. 2007, 72, 9550-9556
35. Thomas, K. R. J.; Hsu, Y. C.; Lin, J. T.; Lee, K. M.; Ho, K. C.; Lai, C. H.; Cheng, Y. M.; Chou, P. T. Chem. Mater. 2008, 20, 1830-1840
36. Liu, J.; Li, R.; Si, X.; Zhou, D.; Shi, Y.; Wang, Y.; Jing, X.; Wang, P. Energy Environ. Sci. 2010, 3, 1924-1928
37. Hara, K.; Kurashige, M.; Dan-oh, Y.; Kasada, C.; Shinpo, A.; Suga, S.; Sayama, K.; Arakawa, H. New J. Chem. 2003, 27, 783-785
38. Zhang, F.; Luo, Y.; Song, J.; Guo, X.; Liu, W.; Ma, C.; Huang, Y.; Ge, M.; Bo, Z.; Meng, Q. B. Dyes Pigm. 2009, 81, 224-230
39. Sirohi, R.; Kim, D. H.; Yu, S. C.; Lee, S. H. Dyes Pigm. 2012, 92, 1132-1137
40. O'Rourke, C.; Bowler, D. R. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 20240-20248
41. Martsinovich, N.; Troisi, A. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 11781-11792
42. Kaniyankandy, S.; Rawalekar, S.; Sen, A.; Ganguly, B.; Ghosh, H. N. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 98-103
43. Balanay, M. P.; Kim, S. M.; Lee, M. J.; Lee, S. H.; Kim, D. H. Bull. Korean Chem. Soc. 2009, 30, 2077-2082
44. Kim, C.; Choi, H.; Paek, S.; Kim, J. J.; Song, K.; Kang, M. S.; Ko, J. J. Photochem. Photobiol., A: Chem. 2011, 225, 17-25
45. Meng, S.; Kaxiras, E. Nano Lett. 2010, 10, 1238-1247
46. Duncan, W. R.; Prezhdo, O. V. Annu. Rev. Phys. Chem. 2007, 58, 143-184
47. Jones, D. R.; Troisi, A. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 4625-4634
48. Jiao, Y.; Ding, Z.; Meng, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 13196-13201
49. Rego, L. G. C.; Batista, V. S. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 7989-7997
50. Abuarbara, S. G.; Rego, L. G. C.; Batista, V. S. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 18234-18242
51. Rego, L. G. C.; Santos, L. F.; Batista, V. S. Annu. Rev. Phys. Chem. 2009, 60, 293-320
52. Rego, L. G. C.; Silva, R.; Freire, J. A.; Snoeberger, R. C., III; Batista, V. S. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 1317-1325
53. Habenicht, B. F.; Craig, C. F.; Prezhdo, O. V. Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 187401
54. Kilina, S. V.; Kilin, D. S.; Prezhdo, V. V.; Prezhdo, O. V. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 21641-21651
55. Hoff, A.; Silva, R.; Rego, L. G. C. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 15617-15626
56. da Silva, R.; Rego, L. G. C.; Freire, J. A.; Rodriguez, J.; Laria, D.; Batista, V. S. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 19433-19442
57. Schiffmann, F.; VandeVondele, J.; Huttera, J.; Urakawab, A.; Wirzb, R.; Baikerb, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107, 4830-4833
58. Liu, T.; Troisi, A. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 2406-2415
59. Marchiori, C. F. N.; Koehler, M. Synth. Met. 2010, 160, 643-650
60. Moret, M.; Tavernelli, I.; Chergui, M.; Rothlisberger, U. Chem.-Eur. J. 2010, 16, 5889-5894
61. Tavernelli, I.; Curchod, B. F. E.; Rothlisberger, U. Chem. Phys. 2011, 391, 101-109
62. Hess, B.; Kutzner, C.; van der Spoel, D.; Lindahl, E. J. Chem. Theory Comput. 2008, 4, 435-447
63. Hoffmann, R. J. Chem. Phys. 1963, 39, 1397-1412
64. Ammeter, J. H.; Bürgi, H. B.; Thibeault, J. C.; Hoffmann, R. J. Am. Chem. Soc. 1978, 100, 3686-3692
65. McGlynn, S. P.; Vanquickenborne, L. G.; Kinoshita, M.; Carroll, D. G. Introduction to Applied Quantum Chemistry; Holt, Rinehart and Winston Inc.: New York, 1972.
66. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. A., Jr.; Vreven, T.; Kudin, K. N.; Burant, J. C.; et al. Gaussian 03, revision C02; Gaussian Inc.: Wallingford, CT, 2004.
67. Ballenger, V.; Hansen, J. J. Chem. Phys. 2005, 122, 114711-10
68. Rico, F.; López, R.; Aguado, A.; Ema, I.; Ramírez, G. J. Comput. Chem. 1998, 19, 1284-1293
69. Rico, F.; López, R.; Ema, I.; Ramírez, G. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1987-1994
70. Nitzan, A. Chemical Dynamics in Condensed Phases: Relaxation, Transfer, and Reactions in Condensed Molecular Systems; Oxford University Press: Oxford, U.K., 2006.
71. Vittadini, A.; Selloni, A.; Rotzinger, F. P.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 1300-1306
72. Duncan, W. R.; Stier, W. M.; Prezhdo, O. V. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7941-7951
73. Nikitin, A. M.; Lyubartsev, A. P. J. Comput. Chem. 2007, 28, 2020-2026
74. Grabuleda, X.; Jaime, C.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 2000, 21, 901-908
75. Cornell, W. D.; Cieplak, P.; Bayly, C. I.; Gould, I. R.; Merz, K. M., Jr.; Ferguson, D. M.; Spellmeyer, D. C; Fox, T.; Caldwell, J. W.; Kollman, P. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5179-5197
76. Schiffmann, F.; Hutter, J.; VandeVondele, J. J. Phys.: Condens. Matter 2008, 20, 064206-8
77. Lambert, C.; Nöll, G.; Schelter, J. Nat. Mater. 2002, 1, 69-73
78. May, V.; Kühn, O. Charge and Energy Transfer Dynamics in Molecular Systems; Wiley-VHCVerlag GmBH & Co.: Weinheim, Germany, 2011.