Диссертация

Целью данной работы является теоретическое установление закономерностей процессов электрон-дырочной рекомбинации в металл-органических каркасах (МОК) и выявление механизмов, позволяющих влиять на этот процесс. Объектами исследования являются МОК двух семейств: UiO-66 и MIL-125, включая их производные. Предметом исследования являются качественные и количественные характеристики электронной структуры и механизмов процессов рекомбинации электрон-дырочных пар в МОК. В ходе исследования впервые теоретически были вычислены времена жизни носителей заряда и выявлены основные рекомбинационные пути в МОК. Также были предложены подходы к целевой модификации электронной структуры МОК, с помощью изменения состава органических лигандов и металлических узлов. Было смоделировано влияние замещения металла и лигандов в структуре МОК на основные колебательные каналы безызлучательной рекомбинации. Удалось показать, что доминирующим каналом рекомбинации в MIL-125 и UiO-66, а также в их замещённых аналогах, является безызлучательная электрон-дырочная рекомбинация. Установлено, что передача энергии электронного возбуждения на колебательные степени свободы происходит как за счёт высокочастотных колебаний, так и за счёт низкочастотных или мягких колебаний, причём низкочастотные колебания могут иметь больший вклад. Разработан вычислительный протокол нахождения неадиабатических коэффициентов для неадиабатической молекулярной динамики, позволяющий значительно ускорить вычисления и снизить затраты на ресурсы.