Akademik Veri Yönetim Sistemi
KÖSE M. E. (Yürütücü)
TÜBİTAK Projesi, 2021 - 2024
Konjüge polimer zincirlerinin fotoekzitasyonu sonucu sıcak eksitonlar (elektron-boşluk çifti) meydana gelir. Sıcak eksitonlar femtosaniyelerle ifade edilen bir zaman aralığında gevşer ve soğuk eksitonları oluştururlar. Konjüge polimerlerde oluşan sıcak eksitonların gevşeme dinamiği literatürde hem deneysel hem de teorik olarak yeterince incelenememiştir. En önemli sebepler olarak bu zaman aralığında deneysel çalışmalar yürütmenin zorluğu ve ilgili teorik modellerin yeterince gelişmemiş olması gösterilebilir. Gevşeme sırasında sıcak eksitonlar ekstra enerjilerini kaybedene kadar belli bir süre koherent hareket gösterirler. Konjüge polimer zincirlerdeki foto-uyarılmış sıcak eksitonların gevşeme sürecinde, oluştukları ilk konumda mutlak manada lokalize olup olmadıkları belli değildir. H- ve J- agregatlar için geliştirilen güçlü kapling rejiminin uyarlaması ve kinetik Monte-Carlo simülasyonlarıyla ile sıcak eksitonların tamamen gevşemeden önce konjüge omurga boyunca ne derece hareketli oldukları ve gevşeme dinamiği ilk defa sunulan bu proje vasıtasıyla incelenecektir.
Önerilen bu projenin ikinci kısmı ise, gevşeme esnasında tüm ekstra enerjisini kaybederek potansiyel enerji diyagramında en alt seviyede yer alan soğuk eksitonların dinamiğinin incelenmesi üzerine kurgulanmıştır. Lokalize olmuş soğuk eksitonların bulundukları pozisyondan ayrılmadan bozunduklarına inanılmaktadır. Ancak diğer araştırmacıların üzerinde çok durmadığı bir konu da oda sıcaklığının sağladığı termal enerjinin soğuk eksitonların difüzyonunda önemli bir rol alabileceğidir. Termal enerjinin sağlayabileceği eksiton göçünü incelemek için eksitonların düzlemsel konjüge zincirlerde benzer potansiyel enerji diyagramları arasındaki zıplama hareketinin aktivasyon enerjisini hesaplamak gerekmektedir. Basit ve bozulmamış fakat yer değiştirmiş bir harmonik osilatör modeli önerilerek eksiton hareketliliğinin miktarı konjüge omurga boyunca simüle edilecektir. Böylece sıcak eksitonun oluşumundan, ömrünü tamamen doldurduğu zamana kadar geçen sürede konjüge polimer zincir üzerindeki gevşeme dinamiği yeni geliştirilen ve uyarlanan teorik yaklaşımlarla ortaya çıkarılacaktır. Ayrıca farklı tip eksitonların, polimer yapılarının ve değişen sıcaklığın bu dinamiği nasıl etkilediği de araştırılacaktır.
Sunulan bu projenin başarıyla tamamlanması halinde organik elektronikte sıklıkla kullanılan konjüge polimerlerin optoelektronik özelliklerinin çok daha iyi anlaşılması sağlanacaktır. Sonuç olarak ilgili malzemelerin yapı-özellik ilişkileri ortaya çıkarılarak bu kritik teknolojinin hem ülkemizde hem de dünyada gelişimine katkıda bulunulacaktır. Ayrıca teorik kimya ve hesaplamalı kimya alanında yetkin ve programlama kabiliyetine sahip araştırmacıların yetiştirilmesiyle birlikte organik elektronik alanında ülkemizin bilim insanı ihtiyacı karşılanacaktır.