Attività di ricerca
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Emettitori con inversione singoletto-tripletto (IST) e materiali luminescenti di nuova generazione
Studiamo e progettiamo cromofori organici innovativi che violano la regola di Hund presentando il primo stato eccitato di singoletto a energia inferiore rispetto al tripletto. Questa inversione energetica consente un rapido processo di reverse intersystem crossing non attivato termicamente, aumentando notevolmente l'efficienza quantica nei diodi organici a emissione di luce (OLED) e aprendo nuove strade per la luminescenza a polarizzazione circolare.
Dinamica di cariche ed eccitoni in semiconduttori organici e fotovoltaico
Esploriamo i meccanismi fondamentali che regolano la mobilità dei portatori di carica, la diffusione degli eccitoni e le perdite per ricombinazione nei materiali per l'elettronica organica e nelle celle solari. Combinando metodi di struttura elettronica, dinamica molecolare e simulazioni kinetic Monte Carlo, stabiliamo relazioni struttura-proprietà che guidano la progettazione razionale di semiconduttori molecolari e accettori non fullerenici ad alte prestazioni.
Campi di forza derivati dalla meccanica quantistica e modellazione multiscala
Sviluppiamo e applichiamo protocolli computazionali automatizzati, come JOYCE, per costruire campi di forza intramolecolari e intermolecolari accurati derivati direttamente da calcoli di chimica quantistica. Questi campi di forza su misura colmano il divario tra l'accuratezza elettronica microscopica e le simulazioni di dinamica molecolare classica su larga scala di materia soffice, polimeri flessibili e aggregati supramolecolari.
Fotobiologia computazionale: fotoswitch retinici e complessi antenna
Modelliamo la fotofisica e la fotochimica di sistemi biologici fotoattivi, tra cui i fotorecettori rodopsinici, i cromofori retinici e i complessi fotosintetici antenna. Attraverso metodi quanto-chimici multiconfigurazionali e dinamica non adiabatica, chiariamo i percorsi atomistici di fotoisomerizzazione, modulazione della fluorescenza e trasferimento di energia di eccitazione in ambienti naturali e bioingegnerizzati.
Spettroscopia chirottica, chiralità supramolecolare e stereochimica
Simuliamo e razionalizziamo le proprietà chirottiche, quali il dicroismo circolare elettronico (ECD) e la luminescenza a polarizzazione circolare (CPL), in molecole chirali, polimeri coniugati e aggregati supramolecolari. I nostri approcci vibronici e multiscala collegano i segnali spettrali sperimentali alla conformazione tridimensionale, alla configurazione assoluta e all'organizzazione intercatena.