由锌 5,10,15,20-四(苯并二噁英)卟啉构建单元自组装的光功能纳米颗粒中的电荷输运

设计用于进行光化学能量转换的分子通常采用多个顺序电子转移，光合蛋白也是如此。然而，这些分子通常无法实现半导体器件特有的广泛电荷输运。我们制备了一种大分子，其中四个苝-3,4:9,10-四羧基二酰亚胺 (PDI) 分子与中心的锌 5,10,15,20-四苯基卟啉 (ZnTPP) 电子供体相连。这种分子在溶液和固态下自组装成有序的纳米颗粒，由PDI分子的范德华堆积驱动。光激发纳米颗粒会在3.2皮秒内产生定量电荷分离，形成ZnTPP(+)PDI(-)自由基离子对，其中自由基阴离子迅速迁移至平均距离为21埃的PDI分子，这一点通过自由基离子对复合所产生的PDI三重态产率的磁场效应得到了证实。这些纳米颗粒表现出结合了光合和半导体光转化系统的重要特征的电荷输运特性。