Geçiş Metali Kompleksleri: Karışık Olması Daha mı İyi?
Bir ekip, çeşitli demir-kompleks bileşiklerinin, gelen ışıktan enerjiyi nasıl işlediğini araştırdı. Sonunda, bazı bileşiklerin ışığı neden elektrik enerjisine çevirme potansiyeline sahip olduklarını gösterebildiler. Sonuç olarak diyebiliriz ki organik güneş pilinin gelişimi için bu keşif önemlidir.
Geçiş metali kompleksleri – bu, önemli özelliklere sahip bir molekül sınıfı için çok genel bir sözcüktür: Geçiş metali grubundan bir element merkezde konuşlanmıştır. Geçiş metali atomunun dış elektronları, dış uyarımdan kolaylıkla etkilenebilen yonca yaprağı benzeri genişletilmiş d-orbitallerde bulunur. Bazı geçiş metali kompleksleri, bazı kimyasal reaksiyonları hızlandırmak için katalizör görevi görür ve diğerleri güneş ışığını hatta elektriğe dönüştürebilir. 1990’larda Michael Graetzel (EPFL) tarafından geliştirilen iyi bilinen boya güneş pili, bir rutenyum kompleksine dayanmaktadır.
Neden Demir Değil?
Bununla birlikte, nadir ve pahalı geçiş metali rutenyumunun demir gibi daha az pahalı bir elementle değiştirilmesi henüz mümkün olmamıştır. Bu şaşırtıcıdır, çünkü aynı sayıda elektron demirin geniş dış d-orbitallerinde bulunur. Bununla birlikte, görünür bölgeden gelen ışıkla uyarma, şimdiye kadar incelenen demir kompleksi bileşiklerinin çoğunda uzun ömürlü yük taşıyıcıları açığa çıkarmaz.
BESSY II’de RIXS Tarafından Yapılan Analizler
BESSY II’deki bir ekip şu anda bu soruyu daha detaylı bir şekilde araştırmaktadır. Prof. Alexander Föhlisch tarafından yönetilen grup, yumuşak X-ışını ışığı kullanarak farklı demir-kompleks bileşiklerini sistematik olarak ışınladı. Bu ışığın ne kadar enerjisinin, rezonans elastik X ışını saçılımı veya RIXS adı verilen bir yöntem kullanılarak moleküller tarafından emildiğini ölçebildiler. Demir atomunun ya bipiridin molekülleri ya da camgöbeği grupları (CN) ile çevrelenmiş kompleksleri ve ayrıca demir merkezinin bir bipiridin ve her biri dört adet cyan gruba bağlandığı karışık formları incelediler.
Sonuç: Karışık Formlar İşe Yarayabilir
Ekip üyeleri gerekli verileri elde etmek için iki hafta boyunca çalıştılar. Ölçümler, şimdiye kadar çok fazla araştırılmamış olan karışık formların özellikle ilginç olduğunu göstermiştir: demirin üç bipiridin molekülü veya altı camgöbeği grubu (CN) ile çevrelenmesi durumunda, optik uyarım sadece kısa süreli salınım sağlar. Bu durum sadece, siyano gruplarının ikisinin bir bipiridin molekülü ile değiştirildiği zaman değişir. “Daha sonra, yumuşak röntgen uyarımı ile demir 3d-orbitallerin siyan gruplarına nasıl yer değiştirdiğini görebiliyoruz. Aynı zamanda bipiridin molekülü de yük taşıyıcıyı alabiliyor” diyor Raphael Jay, çalışmanın ilk yazarı ve Doktora çalışmaları bu alanda.
Sonuçlar, ucuz geçiş metali komplekslerinin, uygun molekül grupları ile çevrelenmiş olmaları durumunda, güneş pilleri için de uygun olabildiğini göstermektedir. Bu yüzden hala materyal geliştirme için zengin bir alan var.
Kaynak : sciencedaily.com
