Interfacial states in donor-acceptor organic heterojunctions: Computational insights into thiophene-oligomer/fullerene junctions

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 9, Issue 1, 2013, Pages 533-542

  Sen, Kakali ^a   Crespo Otero, Rachel ^a   Weingart, Oliver ^b   Thiel, Walter ^a   Barbatti, Mario ^a  

^a MAX PLANCK INSTITUT FÜR KOHLENFORSCHUNG   (Germany)

^b HEINRICH HEINE UNIVERSITY   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84872168447     PISSN: 15499618     EISSN: 15499626     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct300844y     Document Type: Article

References (72)

1. Brédas, J.-L.; Norton, J. E.; Cornil, J.; Coropceanu, V. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1691-1699
2. Deibel, C.; Dyakonov, V. Rep. Prog. Phys. 2010, 73, 096401
3. Clarke, T. M.; Durrant, J. R. Chem. Rev. 2010, 110, 6736-6767
4. Gendron, D.; Leclerc, M. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 1225-1237
5. He, F.; Yu, L. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 3102-3113
6. Shang, Y.; Li, Q.; Meng, L.; Wang, D.; Shuai, Z. Theor. Chem. Acc. 2011, 129, 291-301
7. Mishra, A.; Bäuerle, P. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 2020-2067
8. Green, M. A.; Emery, K.; Hishikawa, Y.; Warta, W.; Dunlop, E. D. Prog. Photovoltaics 2011, 19, 565-572
9. Bredas, J.; Beljonne, D.; Coropceanu, V.; Cornil, J. Chem. Rev. 2004, 104, 4971-5003
10. Kanai, Y.; Grossman, J. C. Nano Lett. 2007, 7, 1967-1972
11. Cheung, D. L.; McMahon, D. P.; Troisi, A. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 11179-11186
12. Verlaak, S.; Beljonne, D.; Cheyns, D.; Rolin, C.; Linares, M.; Castet, F.; Cornil, J.; Heremans, P. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 3809-3814
13. Yi, Y.; Coropceanu, V.; Brédas, J.-L. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15777-15783
14. Fazzi, D.; Caironi, M.; Castiglioni, C. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 19056-19059
15. Grancini, G.; Polli, D.; Fazzi, D.; Cabanillas-Gonzalez, J.; Cerullo, G.; Lanzani, G. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 1099-1105
16. Isaacs, E. B.; Sharifzadeh, S.; Ma, B.; Neaton, J. B. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 2531-2537
17. Lin, L.-Y.; Chen, Y.-H.; Huang, Z.-Y.; Lin, H.-W.; Chou, S.-H.; Lin, F.; Chen, C.-W.; Liu, Y.-H.; Wong, K.-T. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 15822-15825
18. Minami, T.; Nakano, M.; Castet, F. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 1725-1730
19. Tamura, H.; Burghardt, I.; Tsukada, M. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 10205-10210
20. Baumeier, B.; Andrienko, D.; Rohlfing, M. J. Chem. Theory Comput. 2012, 8, 2790-2795
21. Fazzi, D.; Grancini, G.; Maiuri, M.; Brida, D.; Cerullo, G.; Lanzani, G. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 6367-6374
22. Petrozza, A.; Fazzi, D.; Avilov, I.; Beljonne, D.; Friend, R. H.; Kim, J.-S. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 11298-11305
23. Brown, P. J.; Thomas, D. S.; Köhler, A.; Wilson, J. S.; Kim, J.-S.; Ramsdale, C. M.; Sirringhaus, H.; Friend, R. H. Phys. Rev. B 2003, 67, 064203
24. Faist, M. A.; Keivanidis, P. E.; Foster, S.; Wöbkenberg, P. H.; Anthopoulos, T. D.; Bradley, D. D. C.; Durrant, J. R.; Nelson, J. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2011, 49, 45-51
25. Chai, J.-D.; Head-Gordon, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 6615-6620
26. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652
27. Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; Chabalowski, C. F.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 11623-11627
28. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868
29. Iikura, H.; Tsuneda, T.; Yanai, T.; Hirao, K. J. Chem. Phys. 2001, 115, 3540-3544
30. Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38, 3098-3100
31. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785-789
32. Yanai, T.; Tew, D. P.; Handy, N. C. Chem. Phys. Lett. 2004, 393, 51-57
33. Zhao, Y.; Truhlar, D. Theor. Chem. Acc. 2008, 119, 525-525
34. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 13126-13130
35. Hehre, W. J.; Ditchfield., R.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1972, 56, 2257-2261
36. 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., J. A.; 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, N. J.; 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, Ö.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cioslowski, J.; Fox, D. J. Gaussian 09, Revision A.02; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2009.
37. Crespo-Otero, R.; Barbatti, M. Theor. Chem. Acc. 2012, 131, 1237
38. Casida, M. Time-dependent density functional response theory for molecules. In Recent advances in density functional methods, Part I; Chong, D., Ed.; World Scientific: Singapore, 1995; pp 155-192.
39. Barbatti, M.; Aquino, A. J. A.; Lischka, H. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 4959-4967
40. Barbatti, M.; Granucci, G.; Persico, M.; Ruckenbauer, M.; Vazdar, M.; Eckert-Maksić, M.; Lischka, H. J. Photochem. Photobiol., A 2007, 190, 228-240
41. Barbatti, M.; Granucci, G.; Ruckenbauer, M.; Plasser, F.; Pittner, J.; Persico, M.; Lischka, H. NEWTON-X: a package for Newtonian dynamics close to the crossing seam; 2012; www.newtonx.org.
42. Grimme, S.; Waletzke, M. J. Chem. Phys. 1999, 111, 5645-5655
43. Ahlrichs, R.; Bär, M.; Häser, M.; Horn, H.; Kölmel, C. Chem. Phys. Lett. 1989, 162, 165-169
44. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 1372-1377
45. Weigend, F.; Ahlrichs, R. Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 3297-3305
46. Weigend, F.; Häser, M.; Patzelt, H.; Ahlrichs, R. Chem. Phys. Lett. 1998, 294, 143-152
47. Dreuw, A.; Head-Gordon, M. Chem. Rev. 2005, 105, 4009-4037
48. Wong, B. M.; Hsieh, T. H. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 3704-3712
49. Gordon, M. S.; Schmidt, M. W. Advances in electronic structure theory: GAMESS a decade later. In Theory and Applications of Computational Chemistry the first forty years; Dykstra, C. E.; Frenking, G.; Kim, K. S.; Scuseria, G. E., Eds.; Elsevier: Amsterdam, The Netherlands, 2005; pp 1167-1189.
50. Tawada, Y.; Tsuneda, T.; Yanagisawa, S.; Yanai, T.; Hirao, K. J. Chem. Phys. 2004, 120, 8425-8433
51. Silva-Junior, M. R.; Schreiber, M.; Sauer, S. P. A.; Thiel, W. J. Chem. Phys. 2008, 129, 104103
52. Maitra, N. T.; Zhang, F.; Cave, R. J.; Burke, K. J. Chem. Phys. 2004, 120, 5932-5937
53. Leach, S.; Vervloet, M.; Desprès, A.; Bréheret, E.; Hare, J. P.; John Dennis, T.; Kroto, H. W.; Taylor, R.; Walton, D. R. M. Chem. Phys. 1992, 160, 451-466
54. de Melo, J. S.; Burrows, H. D.; Svensson, M.; Andersson, M. R.; Monkman, A. P. J. Chem. Phys. 2003, 118, 1550-1556
55. Heller, E. J. Acc. Chem. Res. 1981, 14, 368-375
56. Sears, W. M.; MacKinnon, C. D.; Kraft, T. M. Synth. Met. 2011, 161, 1566-1574
57. Sakai, J.; Taima, T.; Saito, K. Org. Electron. 2008, 9, 582-590
58. Kouki, F.; Spearman, P.; Valat, P.; Horowitz, G.; Garnier, F. J. Chem. Phys. 2000, 113, 385-391
59. Orlandi, G.; Negri, F. Photochem. Photobiol. Sci. 2002, 1, 289-308
60. Schwedhelm, R.; Kipp, L.; Dallmeyer, A.; Skibowski, M. Phys. Rev. B 1998, 58, 13176-13180
61. Kobayashi, T.; Kinoshita, K.; Nagase, T.; Naito, H. Phys. Rev. B 2011, 83, 035305
62. Shrotriya, V.; Ouyang, J.; Tseng, R. J.; Li, G.; Yang, Y. Chem. Phys. Lett. 2005, 411, 138-143
63. Bauernschmitt, R.; Ahlrichs, R.; Hennrich, F. H.; Kappes, M. M. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 5052-5059
64. Montero-Alejo, A. L.; Menendez-Proupin, E.; Fuentes, M. E.; Delgado, A.; Montforts, F. P.; Montero-Cabrera, L. A.; Garcia de la Vega, J. M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 13058-13066
65. Lee, J.; Vandewal, K.; Yost, S. R.; Bahlke, M. E.; Goris, L.; Baldo, M. A.; Manca, J. V.; Voorhis, T. V. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 11878-11880
66. Isla, H.; Grimm, B.; Perez, E. M.; Rosario Torres, M.; Angeles Herranz, M.; Viruela, R.; Arago, J.; Orti, E.; M. Guldi, D.; Martin, N. Chem. Sci. 2012, 3, 498-508
67. Tomasi, J.; Mennucci, B.; Cammi, R. Chem. Rev. 2005, 105, 2999-3094
68. Improta, R.; Barone, V.; Scalmani, G.; Frisch, M. J. J. Chem. Phys. 2006, 125, 054103-054109
69. Senn, H. M.; Thiel, W. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 1198-1229
70. Liu, T.; Cheung, D. L.; Troisi, A. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 21461-21470
71. McCullough, R. D. Adv. Mater. 1998, 10, 93-116
72. Hugger, S.; Thomann, R.; Heinzel, T.; Thurn-Albrecht, T. Colloid Polym. Sci. 2004, 282, 932-938