CC BY
58
Нажимая на объект SpinButton, результатом которого будет изменение значений в ячейках, соответствующих коэффициентам, мы будем наблюдать, как перемещается график в системе координат. Сопоставляя знаки коэффициентов и положение параболы в системе координат, делаются соответствующие выводы. В сводной таблице отображаются результаты решения уравнения ах2+Ьх+с=0.
Затем для проверки и закрепления полученных знаний можно будет снять соответствующие «флажки» (объект CheckBox), результатом которого будет выключение видимости значений коэффициентов и пояснений. «Нажимая» на счетчики, выбрать любое положение графика и предложить учащемуся определить знаки коэффициентов по расположению графика в системе координат. После полученного ответа включить видимость пояснений и сравнить ответы или включить видимость значений коэффициентов.
Варианты, какое можно создать пособие и как проводить опросы, выбирает преподаватель. Создание подобных наглядных пособий и привлечение к их созданию учащихся
дает возможность разнообразить учебный процесс, заинтересовать учащихся и пробудить у них интерес к творчеству.
EXCEL FOR PARTICULAR PURPOSE, CREATE VISUAL TUTORIAL, DEVELOPMENT TEMPLATE FOR THE MATH LESSON
L.Y. Kostin
Sometimes, when considering the question: how the position of the graph of a quadratic function in the coordinate system when the coefficients, it becomes necessary to have a visual e-book (computer model) to demonstrate the dynamic change in the type and position of the graph of when the value of the coefficients of the quadratic function. We will do this with the help of powerful tools such as Excel spreadsheet with its capabilities. The article shows the steps of working with students on a project creating an application in Excel. Students write macros in the environment of Visual Basic for Application, fixing the basics of programming. The example shows development model of a quadratic function plot. This article has shown how this model is used in the learning process. The creation of such visual aids and engaging students in their creation makes it possible to vary the learning process, interested students and awaken their interest in the work.
Key words: information technology, Excel, computer model.
УДК 538.915
МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ ФУЛЛЕРЕНОВ. МОДЕЛЬ ФОТОПРОВОДИМОСТИ
Д.В. Лопатин
На основе полученных теоретических результатов об электронных свойствах рассмотрены возможные модели фотопроводимости и родственных явлений в слоистых молекулярных комплексах на основе фуллерена С60. Рассмотрены наиболее вероятных модели: фотовозбуждение донора светом с энергией фотонов большей, чем разница энергий его HOMO и LUMO уровней с последующим переносом электрона с возбужденной молекулы донора на молекулу фуллерена; дипольно-разрешенные внутримолекулярные переходы в молекуле С60; межмолекулярный оптический переход между соседними молекулами фуллеренов; прямой межмолекулярный перенос заряда с HOMO донора на LUMO фуллерена. Показано, что наиболее вероятным механизмом образования свободных носителей заряда является диссоциация CT-экситонов. Экситонные состояния образуются за счет межмолекулярного переноса заряда с близлежащих HOMO и LUMO орбиталей, благодаря перекрыванию тс-орбиталей молекул донора и фуллерена в комплексе.
Ключевые слова: фуллерены, электронные свойства, фотопроводимость.
Как следует из работ, посвященных исследованию фотопроводимости фуллерита С60 [1-3] и слоистых комплексов фуллерена С60 с органическими донорами Bz4BTPE•C60 [4], TMPDAQЮ [5], LCV•C60 [6], TBPDAQЮ [7] и металлорганическими донорами [8, 9],
в исследуемых материалах не происходит прямого межзонного поглощения света, приводящего к появлению свободных электронов и дырок. Фототок в монокристаллах фуллерена обусловлен движением зарядов, образующихся в результате диссоциации эк-
ситонных состоянии, причем мультиплет-ность последних существенно влияет на скорость процессов, которые проходят за времена, существенно меньшие, чем время спин-решеточной релаксации [10-12]. Однако детальные данные об электронной структуре слоистых комплексов фуллеренов отсутствуют. Цель данной работы рассмотреть возможные механизмы фотопроводимости слоистых молекулярных комплексов фулле-ренов.
В качестве объектов исследования были выбраны следующие молекулярные кристаллы фуллеренов ^0 с фотоактивными донорами: органические (TBPDA - N N N №-тетрабензил-п- фенилендиамин, TMPDA -N N N', N'-тетраметил-п-фенилендиамин, LMG - 4, 4''-бензолидин ^диметилани-лин («лейко-малахит зеленый»); LCV - 4, 4', 4''-метилдинтрис N-диметиланилин)
(«лейко -кристаллический фиолетовый»); Bz4BTPE - тетрабензо(1,2-бис[4H-тиопиран-4-илиден]этен) и металлорганические CuII(Etdtc)2 - дитиокарбамат двухвалентной меди.
В работах [13-19] проведены квантовомеханические расчеты одноэлектронного спектра, определена энергия молекулярных орбиталей. На основе модельных данных все комплексы можно отнести к полупроводни-
кам. Величина зазора HOMO-LUMO (АЕ) для исследованных молекулярных комплексов с органическими донорами имеет значения 1,22-1,73 эВ, что меньше чем в фуллере-не C60 (1,871 эВ). Для изолированных молекул доноров моделирование дает величину AED=2,94-4,72 эВ, что значительно больше, чем в молекулярном комплексе. При сравнении теоретических энергетических спектров молекулярных орбиталей молекул донора, комплекса и фуллерена видно, что комплексы TBPDAC60, TMPDAC60, LMG-C«),
LCV^, Bz4BTPE C60 и {Cun(Etdte)2hC60 имеют более тонкую электронную структуру. Наблюдается смещение и увеличение числа линий в спектрах комплексов по сравнению со спектрами индивидуальных молекул доноров. Обнаружено, что электронная плотность HOMO практически полностью локализована на молекуле донора, а LUMO на остове фуллерена C60 (хотя имеются и малые вклады в формирование орбиталей HOMO -электронов C60 и LUMO - п-электронов донора).
Образование экситонных состояний в слоистых молекулярных комплексах с оптически активными органическими и метал-лорганическими донорами можно представить в виде четырех наиболее вероятных моделей (рис. 1).
Рис. 1. Схема возможных электронных переходов в молекулярных комплексах на основе фуллерена С6
Модель 1. Фотовозбуждение донора светом с энергией фотонов большей, чем разница энергий его HOMO и LUMO уровней с последующим переносом электрона с возбужденной молекулы донора на молекулу фуллерена (последовательные процессы «A1» и «A2» на рисунке 1). Данный электронный переход может приводить к образованию промежуточных метастабильных экситонных состояний, например, в композитах проводящих полимеров с C60 [20].
Модель 2. Перенос электрона с HOMO донора на HOMO возбужденной молекулы C60 («Bi»), поскольку в возбужденном состоянии акцепторные свойства фуллерена выражены ярче, чем в основном состоянии. В данном случае могут реализоваться ди-польно-разрешенные внутримолекулярные переходы в молекуле С60 с энергией 3,58 и 4,77 эВ («Bf1» на рис. 1) [21].
Модель 3. Межмолекулярный оптический переход между HOMO и LUMO соседних молекул фуллерена (процесс «С») также может приводить к появлению экситонных состояний (CT-экситонов) с энергией образования 2,64 эВ [22]. При этом электрон и дырка локализованы на разных молекулах С60.
Модель 4. Прямой межмолекулярный перенос заряда с HOMO донора на LUMO фулле-рена (процесс «CT») благодаря перекрыванию тс-орбиталей молекул донора и фуллерена.
Основываясь на полученных нами теоретических результатах, рассмотрим применимость моделей фотопроводимости и родственных явлений в исследуемых молекулярных кристаллах на основе фуллеренов. По результатам моделирования величина зазора HOMO-LUMO (AEd) в молекуле донора значительно на 1,2-3,2 эВ превосходят тот же параметр молекулярного комплекса AEC. При этом величина энергетического зазора HOMO-LUMO во всех исследованных молекулярных комплексах меньше, чем в фулле-рене AEF, и значительно меньше энергии ди-польно-разрешенных внутримолекулярных переходов в фуллерене (Ed). Таким образом, ввиду соотношения AEC<AEF<<(Ed, ED)
представляется маловероятными образование экситонных состояний, связанных с реализацией механизмов 1 -3 (условные обозначения «А1/А2», «B1/Bf1», «C»). В пользу механизма 4 (условное обозначение перехода
«CT») говорит тот факт, что по результатам моделирования в исследуемых комплексах электронная плотность HOMO практически полностью локализована на молекуле донора, а LUMO - на каркасе фуллерена C60 [18-19].
С учетом вышесказанного и результатов работ [23-25] механизм фотопроводимости и родственных явлений может быть представлен следующим образом. Движущиеся фотоны создают переменные электрические поля, которые могут вызывать электронные переходы на более высокие уровни энергии. Первоначально образуется возбужденное состояние - плазмон, т.е. состояние, в котором одновременно возбуждено много электронов. За времена порядка 10-15с плазмон распадается, при этом молекула переходит в сверх-возбужденное состояние с последующей автоионизацией с эффективностью около 80%. Разница уровней энергии между молекулярными орбиталями донора и акцептора обеспечивает движущую силу для элементарного переноса заряда (процесс «CT», рис. 1).
Вследствие малой диэлектрической проницаемости в органических материалах (s~ 3-4), кулоновски связанные электрон-дыроч-ные пары на расстоянии порядка межмоле-кулярных контактов (по данным работ [1519] они составляют 0,26-0,35 нм) имеют энергию связи 0,5-1 эВ [26]. Так как разница энергий HOMO-LUMO больше, чем энергия связи экситона, происходит субпикосекунд-ный перенос заряда от донора к акцептору. Происходит образование нейтрального экси-тонного состояния с переносом заряда (CT-экситона). Отметим, что по результатам расчетов возбужденных состояний молекулярных комплексов фуллеренов к образованию СТ приводят не только переходы типа HOMO-LUMO, но и ряда близлежащих к ним орбиталей [27-28].
Мигрирующие экситоны в кристаллах участвуют в двух конкурирующих процессах: распад на свободные носители заряда и взаимодействие с примесными центрами или дефектами. Процесс взаимодействия экситонов с дефектными структурами затрудняет движение экситона и стимулирует его преждевременную нефотоактивную аннигиляцию. Наличие структурных несовершенств показано в работах [27-28], но вопрос о роли дефектных состояний в процессах переноса
в материалах на основе фуллеренов остается открытым, так как вероятность аннигиляции ниже, чем прямой распад экситона. Таким образом, за счет пространственной делокализации электрона на объемной молекуле C60 и дырки на акцепторе и последующего движения электрона по фуллереновому слою вследствие эффективного перекрывания молекулярных п-орбиталей соседних молекул происходит распад CT-экситона и образование свободных носителей зарядов с большим временем жизни.
Литература
1. Golovin Yu.I., Lopatin D.V., Umrikhin A.V., Nikolaev R.K., Shmurak S.Z. Photoconductivity Spectrum of C60 Single Crystals Placed in a Magnetic Field // Doklady Physics. 2002. V. 47. № 12. P. 849-851.
2. Osip'yan Yu.A., Nikolaev R.K., Shmurak S.Z., Golovin Yu.I., Lopatin D.V., Morgunov R.B. Effect of a constant magnetic field on the photoconductivity of single-crystal C60 // Physics of the Solid State. 1999. Т. 41. № 11. P. 1926-1928.
3. Головин Ю.И., Иванова М.А., Лопатин Д.В., Николаев Р.К., Умрихин А.В. Влияние мало-дозового р-облучения на проводимость монокристаллов C60 // Физика твердого тела. 2004. Т. 46. № 11. С. 2109-2110.
4. Konarev D.V., Khasanov S.S., Saito G., Litvinov
A.L., Lyubovskaya R.N., Lopatin D.V., Rodaev V.V., Umrikhin A.V., Nakasuji K. Synthesis, crystal structure and photoconductivity of new molecular complex of C60 with tetrabenzo(1,2-bis[4h-thiopyran-4-ylidene]ethene): BZ4BTPE
C60 // Journal of Physics and Chemistry of Solids. 2005. V. 66. № 5. P. 711-715.
5. Golovin Yu.I., Lopatin D.V., Rodaev V.V., Konarev D.V., Litvinov A.L., Lyubovskaya R.N. On the photoconductivity of layered molecular complex of fullerene C60 with saturated amine TMPDA // Phys. Stat. Sol. (rrl). 2006. Т. 1. P. 56-58.
6. Golovin Yu.I., Lopatin D.V., Rodaev V.V., Konarev D.V., Litvinov A.L., Lyubovskaya R.N. Photoconductivity of crystalline molecular complex of fullerene C60 with amine LCV // Phys. Stat. Sol. (b). 2006. Т. 243. P. 78-80.
7. Lopatin D.V., Rodaev V.V., Umrikhin A.V., Konarev D.V., Litvinov A.L., Lyubovskaya R.N. Photogeneration of free charge carriers in the donor-acceptor complex TBPDA (C60)2 // Journal of Materials Chemistry. 2005. Т. 15. № 6. P. 657-660.
8. Konarev D.V., Saito G., Yudanova E.I., Lyubovskaya R.N., Kovalevsky A.Y., Coppens P., Lopatin D.V., Umrikhin A.V. Synthesis, crystal structure and photoconductivity of the first [60]fullerene complex with metal diethyldithi-
ocarbamate: {CUII(dedtc)2}2C60 // Dalton Transactions: An International Journal of Inorganic Chemistry. 2005. № 10. P. 1821-1825.
9. Konarev D.V., Lyubovskaya R.N., Khasanov
S.S., Kovalevsky A.Yu., Lopatin D.V., Rodaev V.V., Saito G., Nafradi B., Forro L. Supramole-cular approach to the synthesis of [60]fullerene-metal dithiocarbamate complexes,
{(Mn(R2dtc)2) X^ L}^60 (M = Zn, Cd, Hg, Fe, and Mn; X =1 and 2). The study of magnetic properties and photoconductivity // Crystal Growth and Design. 2008. V. 8. № 4. P. 1161-1172.
10. Golovin Y.I., Lopatin D.V., Umrikhin A.V., Nikolaev R.K. Influence of a weak magnetic field on photoconductivity spectrum of C60 single crystal // Fullerenes Nanotubes and Carbon Nanostructures. 2004. V. 12. № 1-2. P. 81-85.
11. Ossipyan Yu.A., Golovin Yu.I., Lopatin D.V., Morgunov R.B., Nikolaev R.K., Shmurak S.Z. Paramagnetic resonance in electron-hole pairs in C60 single crystals detected by photocurrent // Physica Status Solidi(b). 2001. V. 223. № 3. P. R14-R15.
12. Головин Ю.И., Дмитриевский А.А., Лопатин Д.В. Спин-зависимые реакции между дефектами структуры в немагнитных твердых телах и их макроскопические проявления // Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2004. Т. 68. № 7. С. 1008-1011.
13. Лопатин Д.В., Коренков В.В., Чиркин Е.С. Расчет молекулярных структур комплексов BZ4BTPEC60 и LCV-C60 // Вестник Тамбовского университета. Сер.: Естественные и технические науки. Тамбов, 2007. Т. 12. Вып. 1. С. 82-83.
14. Lopatin D.V., Chirkin E.S., Golovin Y.I. Nanoclusters of a fullerene derivative: computation modeling // Reviews on Advanced Materials Science. 2009. Т. 20. № 1. С. 55-57.
15. Чиркин Е.С., Лопатин Д.В. Моделирование квантово-химическими методами кристаллической и электронной структуры молекулярных кристаллов на основе фуллеренов // Вестник Тамбовского университета. Сер.: Естественные и технические науки. Тамбов,
2009. Т. 14. Вып. 5. С. 887-890.
16. Лопатин Д.В., Чиркин Е.С. Кристаллическая структура слоистых комплексов фуллеренов // Вестник Тамбовского университета. Сер.: Естественные и технические науки. Тамбов,
2010. Т. 15. Вып. 3. С. 955-957.
17. Лопатин Д.В., Чиркин Е.С. Электронная структура молекулярного комплекса фулле-рена С60 с дитиокарбаматом двухвалентной меди: DFT-моделирование // Вестник Тамбовского университета. Сер.: Естественные и технические науки. Тамбов, 2010. Т. 15. Вып. 6. С. 1794-1798.
18. Lopatin D.V. Electronic Structures of Fullerene C60 Derivative: DFT Modeling // NATO Science for Peace and Security Series C: Environmental Security. Carbon Nanomaterials in Clean Energy Hydrogen Systems - II, 2011. V. 2. P. 281-286.
19. Чиркин Е.С., Лопатин Д.В. Моделирование квантово-химическими методами электронных свойств молекулярных кристаллов на основе фуллеренов // Вестник Тамбовского университета. Сер.: Естественные и технические науки. Тамбов, 2012. Т. 17. Вып. 1. С. 120-124.
20. Nalwa H.S. Handbook of Organic Conductive Molecules and Polymers, New York: Wiley, 1997. P. 414.
21. Dresselhaus M.S., Dresselhaus G., Eklund P.C. Science of Fullerenes and Carbon Nanotubes. San Diego: Academic Press, 1995. P. 965.
22. Kazaoui S., Minami N., Tanabe Y., Byrne H.J., Eilmes A., Petelenz P. Comprehensive analysis of intermolecular charge-transfer exited states in C60 and C70 films // Phys. Rev. B. 1998. V. 58. P. 7б89-7700.
23. Lee C.H., Yu G., Moses D., Pakbaz K. Sensitization of the photoconductivity of conducting polymers by C60: Photoinduced electron transfer // Phys. Rev. B. 1995. V. 48. P. 1789-179.
24. Sariciftci N.S., Smilowitz L., Heeger A.J., Wudl F. Photoinduced electron transfer from a conducting polymer to buckminsterfullerene // Science. 1992. V. 258. P. 1474-1476.
25. Brabec C.J., Zerza G., Cerullo G., De Silves-tri S., Luzzati S., Hummelen J.C., Sariciftci S. Tracing photoinduced electron transfer process in conjugated polymer/fullerene bulk heterojunctions in real time // Chem. Phys. Lett. 2001. V. 340. P. 232-23б.
26. Hill G., Kahn A., Soos Z.G. Charge-separation energy in films of п-conjugated organic molecules // Chem. Phys. Lett. 2000. V. 327. № 3. P. 181-188.
27. Лопатин Д.В., Дмитриевский А.А., Желтов М.А. Дефектная структура молекулярных комплексов фуллерена C60 с органическими и метал-лорганическими донорами // Вестник Тамбовского университета. Сер.: Естественные и технические науки. Тамбов, 2012. Т. 17. Вып. 1.
С. 116-119.
28. Лопатин Д.В. Дефектная структура молекулярных комплексов фуллерена C60 // Вестник Тамбовского университета. Сер.: Естественные и технические науки. Тамбов, 2012. Т. 17. Вып. З. С. 1386-1389.
29. Головин Ю.И., Лопатин Д.В., Николаев Р.К., Самодуров А.А., Столяров Р.А. Локальные центры захвата носителей заряда в монокристаллах C60 // Физика твердого тела. 2006. Т. 48. № 9. С. 1723-1726.
References
1. Golovin Yu.I., Lopatin D.V., Umrikhin A.V., Nikolaev R.K., Shmurak S.Z. Photoconductivity Spectrum of C60 Single Crystals Placed in a Magnetic Field // Doklady Physics. 2002. V. 47. № 12. P. 849-851.
2. Osip'yan Yu.A., Nikolaev R.K., Shmurak S.Z., Golovin Yu.I., Lopatin D.V., Morgunov R.B. Effect of a constant magnetic field on the photoconductivity of single-crystal C60 // Physics of the Solid State. 1999. V. 41. № 11. P. 1926-1928.
3. Golovin Yu. I., Ivanova M. A., Lopatin D. V., Nikolaev R. K., Umrikhin A. V. The Influence of Low Doses of P Irradiation on the Conductivity of C60 Single Crystals // Physics of the Solid State. V. 46. № 11. P. 2109-2110.
4. Konarev D.V., Khasanov S.S., Saito G., Litvinov A.L., Lyubovskaya R.N., Lopatin D.V., Rodaev V.V., Umrikhin A.V., Nakasuji K. Synthesis, crystal structure and photoconductivity of new molecular complex of C60 with tetra-benzo(1,2-bis[4h-thiopyran-4-ylidene]ethene): BZ4BTPE C60 // Journal of Physics and Chemistry of Solids. 2005. V. 66. № З. P. 711-715.
5. Golovin Yu.I., Lopatin D.V., Rodaev V.V., Konarev D.V., Litvinov A.L., Lyubovskaya R.N. On the photoconductivity of layered molecular complex of fullerene C60 with saturated amine TMPDA // Phys. Stat. Sol. (rrl). 2006. V. 1. P. 56-58.
6. Golovin Yu.I., Lopatin D.V., Rodaev V.V., Konarev D.V., Litvinov A.L., Lyubovskaya R.N. Photoconductivity of crystalline molecular complex of fullerene C60 with amine LCV // Phys. Stat. Sol. (b). 2006. V. 243. P. 78-80.
7. Lopatin D.V., Rodaev V.V., Umrikhin A.V., Konarev D.V., Litvinov A.L., Lyubovskaya R.N. Photogeneration of free charge carriers in the donor-acceptor complex TBPDA(Q0)2 // Journal of Materials Chemistry. 200З. V. 1З. № 6. P. 657-660.
8. Konarev D.V., Saito G., Yudanova E.I., Lyubovskaya R.N., Kovalevsky A.Y., Coppens P., Lopatin D.V., Umrikhin A.V. Synthesis, crystal structure and photoconductivity of the first [60]fullerene complex with metal diethyldithi-ocarbamate: {CUn(dedtc)2}2C60 // Dalton Transactions: An International Journal of Inorganic Chemistry. 200З. № 10. P. 1821-1825.
9. Konarev D.V., Lyubovskaya R.N., Khasanov S.S., Kovalevsky A.Yu., Lopatin D.V., Rodaev V.V., Saito G., Nafradi B., Forro L. Su-pramolecular approach to the synthesis of [60]fullerene-metal dithiocarbamate complexes, {(Mn(R2dtc)2) X^ L^C60 (M = Zn, Cd, Hg, Fe, and Mn; X = 1 and 2). The study of magnetic properties and photoconductivity // Crystal Growth and Design. 2008. V. 8. № 4. P. 1161-1172.
10. Golovin Y.I., Lopatin D.V., Umrikhin A.V., Nikolaev R.K. Influence of a weak magnetic field
on photoconductivity spectrum of C60 single crystal // Fullerenes Nanotubes and Carbon Nanostructures. 2004. V. 12. № 1-2. P. 81-85.
11. Ossipyan Yu.A., Golovin Yu.I., Lopatin D.V., Morgunov R.B., Nikolaev R.K., Shmurak S.Z. Paramagnetic resonance in electron-hole pairs in C60 single crystals detected by photocurrent // Physica Status Solidi(b). 2001. V. 223. № 3. P. R14-R15.
12. Golovin Yu.I., Dmitrievskiy A.A., Lopatin D.V. The spin-dependent reactions between structural defects in nonmagnetic solids and their macroscopic manifestations // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. 2004. V. 68. № 7. P. 1008-1011.
13. Лопатин Д.В., Коренков В.В., Чиркин Е.С. Calculation molecular structure of complexes BZ4BTPEC60 и LCVC60 // Tambov University Reports. Ser.: Natural and Technical Sciences. Tambov, 2007. V. 12. Vyp. 1. P. 82-83.
14. Lopatin D.V., Chirkin E.S., Golovin Y.I. Nanoclusters of a fullerene derivative: computation modeling // Reviews on Advanced Materials Science. 2009. V. 20. Vyp. 1. P. 55-57.
15. Chirkin E. S., Lopatin D.V. Quantum chemistry modeling of crystalline and electronic structures of fullerene molecular crystals // Tambov University Reports. Ser.: Natural and Technical Sciences. Tambov, 2009. V. 14. Vyp. 5. P. 887-890.
16. Lopatin D.V., Chirkin E. S. The crystalline structure of layer fullerene complexes // Tambov University Reports. Ser.: Natural and Technical Sciences. Tambov, 2010. V. 15. Vyp. 3. P. 955-957.
17. Lopatin D.V., Chirkin E. S. Electronic structure
of fullerene C60 molecular complex with dithi-ocarbamate bivalent cuprum: dft-modeling//
Tambov University Reports. Ser.: Natural and Technical Sciences. Tambov, 2010. V. 15. Vyp. 6. P. 1794-1798.
18. Lopatin D.V. Electronic Structures of Fullerene C60 Derivative: DFT Modeling // NATO Science for Peace and Security Series C: Environmental Security. Carbon Nanomaterials in Clean Energy Hydrogen Systems - II, 2011. V. 2. P. 281-286.
19. Chirkin E. S., Lopatin D.V. Electronic properties of molecular fullerene crystals by quantum-chemical modelling // Tambov University Reports. Ser.: Natural and Technical Sciences. Tambov, 2012. V. 17. Vyp. 1. P. 120-124.
20. Nalwa H.S. Handbook of Organic Conductive Molecules and Polymers, New York: Wiley, 1997. P. 414.
21. Dresselhaus M.S., Dresselhaus G., Eklund P.C. Science of Fullerenes and Carbon Nanotubes. San Diego: Academic Press, 1995. P. 965.
22. Kazaoui S., Minami N., Tanabe Y., Byrne H.J., Eilmes A., Petelenz P. Comprehensive analysis of intermolecular charge-transfer exited states in
C60 and C70 films // Phys. Rev. B. 1998. V. 58. P. 7689-7700.
23. Lee C.H., Yu G., Moses D., Pakbaz K. Sensitization of the photoconductivity of conducting polymers by C60: Photoinduced electron transfer // Phys. Rev. B. 1995. V. 48. P. 1789-179.
24. Sariciftci N.S., Smilowitz L., Heeger A.J., Wudl F. Photoinduced electron transfer from a conducting polymer to buckminsterfullerene // Science. 1992. V. 258. P. 1474-1476.
25. Brabec C.J., Zerza G., Cerullo G., De Silves-tri S., Luzzati S.,. Hummelen J.C., Sariciftci S. Tracing photoinduced electron transfer process in conjugated polymer/fullerene bulk heterojunctions in real time // Chem. Phys. Lett. 2001. V. 340. P. 232-236.
26. Hill G., Kahn A., Soos Z.G. Charge-separation energy in films of n-conjugated organic molecules // Chem. Phys. Lett. 2000. V. 327. № 3. P. 181-188.
27. Lopatin D.V., Dmitrievskiy A.A., Zheltov M.A. Defect structures of fullerene C60 molecular complexes with organic and metal-organic donors // Tambov University Reports. Ser.: Natural and Technical Sciences. Tambov, 2012. V. 17. Vyp. 1. P. 116-119.
28. Lopatin D.V. Defect structure of molecular complexes of fullerene C60 // Tambov University Reports. Ser.: Natural and Technical Sciences. 2012. V. 17. Vyp. 5. P. 1386-1389.
29. Golovin Yu.I., Lopatin D.V., Nikolaev R.K., Samodurov A.A., Stolyarov R.A. Local charge-carrier trapping centers in C60 single crystals // Physics of the Solid State. 2006. V. 48. № 9. P. 1827-1830.
MOLECULAR FULLERENE COMPLEXES. MODEL OF PHOTOCONDUCTIVITY
D.V. Lopatin
Based on the theoretical results on the electronic properties, the possible model of photoconductivity and related phenomena in layered molecular complexes based on C60 are considered. The paper discusses the most probable model: the photoexcitation of the donor component and electron transfer from the excited donor to the C60 molecule; intramolecular charge transfer of C60; intermo-lecular transitions in neighboring molecules C60; direct intermolecular charge transfer from the donor to the C60 molecule. It is shown that the most probable mechanism of the formation of free charge carriers is the dissociation of CT-excitons. Exciton states are formed by intermolecular charge transfer from the HOMO and LUMO of nearby orbitals by overlapping n-orbitals of the donor and the fullerene molecules in the complex.
Key words: fullerenes, electronic properties, photoconductivity.
