Laddningsöverföringsbaserade

Laddningsöverföringsbaserade beskriver processer, material och sensorer där elektronöverföring mellan en donator och en acceptor i första hand bestämmer systemets funktion. Överföringen kan vara intramolekylär (intramolecular charge transfer, ICT) eller intermolekylär mellan olika molekyler eller komponenter i ett material. Vid laddningsöverföring uppstår nya elektroniska tillstånd som ofta ger upphov till förändrade absorptionsband i UV–vis-spektroskopi och därigenom ändrade optiska och elektriska egenskaper.

Vanliga exempel är molekyler där en donorgrupp kopplas till en stark acceptor genom en konjugerad brygga, så kallade push–pull- eller donor–acceptor-system. CT-egenskaperna kan styras av substituenter, konformation och omgivning, vilket gör laddningsöverföringsbaserade material centrala inom områden som organiska solceller, fotokatalys och sensorer. Intermolekylära CT-interaktioner spelar också en roll i specifika laddningstransport- och färgändringsfenomen hos CT-komplex.

Analys av laddningsöverföringsbaserade system innefattar ofta UV–Vis-/NIR-spektroskopi för att identifiera CT-bandens placering och intensitet, samt spektralelektrokemi och cyklisk voltammetri för att bestämma energinivåer och redox-egenskaper hos donatorer och acceptorer. Designprinciper som används för att förbättra CT-effektivitet inkluderar starkt elektrondonatoriska grupper, effektiva acceptorer och optimerade molekylära bryggor som underlättar snabb laddningstransport.

Begränsningar inkluderar energiförluster, stabilitetsproblem under drift och utmaningar med att kontrollera CT-nivåer under varierande arbetsförhållanden.