@phdthesis{Kriegisch2005,
  author    = {Kriegisch, Volker},
  title     = {Electron transfer processes between organic redox centres and electrodes via active bridges in self-assembled monolayers},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-15892},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Cyclovoltammetrische Messungen der Ferrocenalkylthiole 1 - 3 belegen, dass homogene, gemischte Monolagen aus redoxaktiven Verbindungen und redoxinaktiven Alkylthiolen gebildet werden. Die von Creager et al. bestimmten ET Raten der Ferrocenalkylthiole 1 - 3 konnten hierbei verifiziert werden. Wie erwartet erfolgt eine Abnahme der ET Geschwindigkeit bei einer Kettenverl{\"a}ngerung des Alkylspacers von 2 nach 3. Eine unterschiedliche Konnektivit{\"a}t zwischen Redoxzentrum und Alkylspacer, z. B. die Einf{\"u}hrung einer Carbonyl-Funktion im Falle von 1, unter Beibehaltung der Kettenl{\"a}nge zeigt keinen bemerkbaren Einfluß auf den ET. Trotzt vergleichbaren Abstands der aromatischen Ferrocenthiole 4 und 5 zu der C8-Alkyl-Verbindung 2 zwischen Redoxzentrum und Elektrode, weisen diese aufgrund ihrer starken Konjugation sehr hohe ET Geschwindigkeiten auf. Die elektronischen Kopplungsfaktoren selbst deuten auf einen nichtadiabtischen ET zwischen Redoxzentrum und Elektrode hin. Wie erwartet kommt es zu einem Anwachsen der Kopplungsfaktoren bei sich verk{\"u}rzender Kettenl{\"a}nge oder bei Einf{\"u}hrung konjugierter Spacersysteme. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass Erfahrungen hinsichtlich der Pr{\"a}paration der Monolagen gesammelt, die gemessenen ET Raten f{\"u}r der literaturbekannten Verbindungen 1 - 3 best{\"a}tigt und diese Informationen auf die konjugierten Verbindungen 4 und 5 angewandt werden konnten. Im zweiten Teil wurden die Triarylamin- (29, 32) und Phenothiazinalkylthiole (35) bez{\"u}glich ihres ET Verhaltens in gemischten Monolagen untersucht. Mittels Cyclovoltammetrie konnte gezeigt werden, daß einheitlich geformte, verd{\"u}nnte Monolagen vorliegen. Die ET Raten der Triarylamin- (29, 32) und Phenithiazinalkylthiole (35) sind jedoch um den Faktor 10 bis 100 h{\"o}her als vergleichbare Ferrocenalkylthiole gleicher Kettenl{\"a}nge [1, 2], wohingegen f{\"u}r Monolagen, welche [Ru(bpy)2(pp)]+-Alkythiole enthalten, {\"a}quivalente Werte gefunden wurden [3]. Die ET Geschwindigkeit wird von zwei Parametern beeinflusst: dem elektronischen Kopplungsmatrixelement und der Regorganisationsenergie \&\#61548;\&\#61472; [4]. Die ET Geschwindigkeit in Donor-substituierten Alkylthiolen wird haupts{\"a}chlich durch \&\#61548; beeinflusst und sogar kleine {\"A}nderungen dieser zeigen eine große Auswirkung auf die zu untersuchenden Prozesse. Aus diesem Grund wird eine Zunahme der ET Geschwindigkeit von Ferrocen (hohe Reorganisationsenergie) {\"u}ber die Phenothiazinverbindung 35 und [Ru(bpy)2(pp)]+ zu den Triarylaminchromophoren 29 und 32 (niedrige Reorganisationsenergie) beobachtet. Weiterhin spielt, im Gegensatz zu Beobachtung von Creager et al. an {\"a}quivalenten Ferrocenverbingungen, die Anbindung des Redoxzentrums an den Alkylspacer eine bedeutende Rolle. Im Falle der elektronenreichen Ether-verbr{\"u}ckten Verbindung 29 wird der ET nicht alleine durch \&\#61548;, sondern ebenso durch mesomere Effekte bestimmt. Bei 29 kommt es durch Lokalisation der positiven Ladung nahe der Ether Funktion formal zu einer Kettenverk{\"u}rzung um eine „Methyleneinheit", welche schließlich in h{\"o}heren ET Geschwindigkeiten resultiert. Im dritten Teil dieser Dissertation wurde ein Serie „molekularer Dr{\"a}hte" bestehend aus Methoxy- oder Chlorid-substituierten Triarylamin- und Phenothiazinverbindungen mit unterschiedlichen Br{\"u}ckeneinheiten und Br{\"u}ckenl{\"a}ngen zwischen Redoxzentrum und Ankerfunktion dargestellt und im Hinblick auf ihr ET Verhalten untersucht. Durch cyclovoltammetrische und UV/Vis-spektroskopische Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass sowohl die Oxidationspotentiale als auch die energetischen Zust{\"a}nde der Chromophore recht gut durch Einf{\"u}hrung unterschiedlicher Redoxzentren und Br{\"u}ckeneinheiten beeinflusst werden k{\"o}nnen. Trotz erfolgreicher Kontrolle der Dichte der Chromophoreinheiten in den gemischten Monolagen konnte nur f{\"u}r die Verbindungen 49, 52 und 87 mit Nitril-substituierten Br{\"u}ckeneinheiten verl{\"a}ssliche ET Geschwindigkeiten erhalten werden. Bei diesen Chromphoren ist ein Absinken der ET Geschwindigkeit bei zunehmender Dichte der redoxaktiven Molek{\"u}le in den gemischten Monolagen zu beobachten, welche auf eine {\"A}nderung der Adsorptionsgeometrie hindeutet. Bei zunehmender Packungsdichte der Chromophore f{\"u}hrt dies zu einer aufrechteren Stellung der redoxaktiven Spezies. F{\"u}r alle anderen Verbindungen konnten keine Werte aufgrund der zu schnellen ET Geschwindigkeiten ermittelt werden. Konformelle, wie auch die sehr geringe Abstandsabh{\"a}ngigkeit des ET, resultieren in hohen ET Geschwindigkeiten oder auch ung{\"u}nstige HOMO-LUMO Energien bez{\"u}glich des Donors, der Br{\"u}cke und der Elektrode sind Gr{\"u}nde f{\"u}r dieses Verhalten. Die Tatsache, dass Verbindung 49 und 52 beinahe die gleichen Geschwindigkeitskonstanten des ETs unabh{\"a}ngig von der Anzahl der Br{\"u}ckeneinheiten (n = 2, n = 3) besitzen, deutet darauf hin, dass ein Hopping-Prozess stattfindet, bei welchem eine geringere L{\"a}ngenabh{\"a}ngigkeit des ETs als bei eine Superexchange-Mechanismus zu erwarten ist.},
  subject      = {Monoschicht},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Bold2022,
  author    = {Bold, Kevin},
  title     = {Macrocyclic Oligothiophene Bridged Perylene Bisimide Donor-Acceptor Dyads},
  doi       = {10.25972/OPUS-27192},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-271926},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {A series of donor-acceptor macrocyclic architectures comprising oligothiophene strands that connect the imide positions of a perylene bisimide have been synthesized via a platinum-mediated cross-coupling strategy. The target structures were characterized by steady-state UV/Vis absorption, fluorescence and transient absorption spectroscopy, as well as cyclic and differential pulse voltammetry. Crystal structure analysis of the macrocycles revealed insights into the bridge arrangements. The properties of the macrocyclic bridges were compared to linear oligothiophene reference compounds which itself exhibited an unusual electrochemical effect.},
  subject      = {Perylenbisdicarboximide},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Roger2024,
  author    = {Roger, Chantal},
  title     = {Photophysics and Spin Chemistry of Triptycene Bridge Donor-Acceptor-Triads},
  doi       = {10.25972/OPUS-36303},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-363031},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2024},
  abstract  = {The goal of this thesis was to investigate the influence of rotational restriction between individual parts and of the varying electron density in the bridging unit of D B A systems on the exchange interaction 2J, and thus the electronic coupling between a donor state and an acceptor state. A better understanding of how to influence the underlaying spin dynamics in such donor acceptor systems can open up the door to new technologies, such as modern molecular electronics or optoelectronic devices. Therefore, three series of molecules consisting of a TAA electron donor, a TTC or ATC bridging unit and a PDI electron acceptor were studied. To investigate the influence of rotational restriction on 2J and the electronic coupling, a series of four rotationally hindered triads (chapter 6) was synthesised. The dihedral angle between the TAA and the TTC as well as between the TTC and the PDI was restricted by ortho methyl groups at the phenylene linkers of the connecting ends to the TTC bridge, producing a twist around the linking single bond which minimises the π overlap. The triads exhibit varying numbers of ortho methyl groups and therefore different degrees of rotational restriction. In order to shine light on the influence of varying electron density on 2J and the electronic coupling, a series of four substituted triptycene triads (chapter 7) was synthesised. The electron density in the TTC bridging unit was varied by electron donating and electron withdrawing groups in 12,13 position of the TTC bridging unit and thus varying its HOMO/LUMO energy. The last series of two anthracene bridge triads (chapter 8) connected both approaches by restricting the rotation with ortho methyl groups and simultaneously by varying the bridge energies. In order to obtain the electronic properties, steady state absorption and emission spectra of all triads were investigated (chapter 4). Here, all triads show spectral features associated with the separate absorption bands of TAA and the PDI moiety. The reduced QYs, compared to the unsubstituted PDI acceptor, indicate a non radiative quenching mechanism in all triads. The CV data (chapter 5) were used to calculate the energies of possible CSSs and those results were used to assign the CR dynamics into the different Marcus regions. fs TA measurements reveal that all triads form a CSS upon excitation of the PDI moiety. The lifetimes of the involved states and the rate constants were determined by global exponential fits and global target analysis. The CR dynamics upon depopulation of the CSSs were investigated using external magnetic field dependent ns TA spectroscopy. The ns TA maps show that all triads recombine via CRT pathway populating the local 3PDI state in toluene and provided the respective lifetimes. The approximate QYs of triplet formation were determined using actinometry. The magnetic field dependent ns TA data reveal the exchange interaction 2J between singlet and triplet CSS for each triad. Those magnetic field dependent ns TA data in toluene were furthermore treated using a quantum mechanical simulation (done by U.E. Steiner) to extract the rate constants kT and kS for CRT and CRS, respectively. However, the error margins of kS were rather wide. Finally, the electronic couplings between the donor and the acceptor states were obtained by combining the aforementioned experimental results of the rate constants and applying the Bixon Jortner theoretical description of diabatic ET and Andersons perturbative theory of the exchange coupling. Therefore, the experimentally determined values of 2J and the calculated values of kCS and kT were used. The rate constant kS was calculated based on the electronic coupling V1CSS 1S0. The rotationally hindered triads (chapter 6) show a strong influence of the degree of rotational restriction on the lifetimes and rate constants of the CS processes. The rate constants of CS are increasing with increasing rotational freedom. The magnetic field dependent decay data show that the exchange interactions increase with increasing rotational freedom. Based on the CR dynamics, the calculated electronic couplings of the ET processes reflect the same trend along the series. Here, only singlet couplings turned out to be strongly influenced while the triplet couplings are not. Therefore, this series shows that the ET dynamics of donor acceptor systems can strongly be influenced by restricting the rotational freedom. In the substituted triptycene triads (chapter 7), decreasing electron density in the bridging unit causes a decrease of the CS rate constants. The magnetic field dependent decay data show that with decreasing electron density in the bridge the exchange interaction decreases. The CR dynamics-based rate constants and the electronic couplings follow the same trend as the exchange interaction. This series shows that varying the HOMO/LUMO levels of the connecting bridge between donor and acceptor strongly influences the ET processes. In the anthracene bridge triads (chapter 8), the CS process is slow in both triads. The CR was fast in the anthracene triad and is slowed down in the methoxy substituted anthracene bridge triad. The increase of the exchange interaction with increasing electron density in the bridge was more pronounced than in the substituted triptycene triads. Thus, the variation of electron density in the bridge strongly influences the ET processes even though the rotation is restricted. In this thesis, it was shown that the influence of the rotational hindrance as well as the electron density in a connecting bridge have strong influence on all ET processes and the electronic coupling in donor acceptor systems. These approaches can therefore be used to modify magnetic properties of new materials.},
  subject      = {Rotation},
  language  = {en}
}