Iron's abundance and rich coordination chemistry are potentially appealing features for photochemical applications. However, the photoexcitable charge-transfer states of most iron complexes are limited by picosecond or subpicosecond deactivation through low-lying metal-centered states, resulting in inefficient electron-transfer reactivity and complete lack of photoluminescence. In this study, we show that octahedral coordination of iron(III) by two mono-anionic facial tris-carbene ligands can markedly suppress such deactivation. The resulting complex [Fe(phtmeimb)2]+, where phtmeimb is {phenyl[tris(3-methylimidazol-1-ylidene)]borate}-, exhibits strong, visible, room temperature photoluminescence with a 2.0-nanosecond lifetime and 2% quantum yield via spin-allowed transition from a doublet ligand-to-metal charge-transfer (2LMCT) state to the doublet ground state. Reductive and oxidative electron-transfer reactions were observed for the 2LMCT state of [Fe(phtmeimb)2]+ in bimolecular quenching studies with methylviologen and diphenylamine.

Doped SrTiO3 is a promising material for many applications where oxygen vacancy diffusion is either critical to device function or a source of failure. This work provides new insight into long-range oxygen vacancy diffusion in SrTiO3 doped with Mn2+, Cr3+, or Fe2+ on the A-site. Density functional theory and the nudged elastic band method are used to calculate oxygen vacancy diffusion barriers adjacent to the dopant and at remote sites. Relative to the pure SrTiO3 structure, doping was found to raise the diffusion barrier for VO•• vacancies and lower the diffusion barrier for VOx vacancies. Furthermore, a doping trapping radius of 6 Å was found for both the VOx and VO•• vacancies. Counterintuitively, trapping was observed even in supercells where vacancies and dopants are both positively charged. These results provide new insight into how less common A-site doping can change the electronic structure of this important material.

Localized surface plasmons (LSP) on faceted surfaces of gold nanoparticles enable carbon monoxide disproportionation to be driven at room temperature. In order to expand the known surfaces that catalyze this reaction, we explore the adsorption of carbon monoxide at top, long bridge, short bridge, and hole sites on gold (100), (110), (111), (211), and (311) faceted surfaces, as well as the reaction barriers for disproportionation at the lowest energy adsorption site on each surface and edges between two (311) surfaces and (100) and (110) surfaces. Generally, the less atomically dense, higher index facets promote both good adsorption and reactivity, and the edges show lower barriers for disproportionation. For most of the explored surfaces, adsorption directly on top of a gold atom is most favorable. The lowest activation energy for carbon monoxide disproportionation to amorphous carbon and carbon dioxide is predicted for two carbon monoxides adsorbed on top of atoms on the (311)/(311) edge.

Redox hopping is the primary method of electron transport through redox-active metal-organic frameworks (MOFs). While redox hopping adequately supports the electrocatalytic application of MOFs, the fundamental understandings guiding the design of redox hopping MOFs remain nascent. In this study, we probe the rate of electron and hole transport through a singular MOF scaffold to determine whether the properties of the MOF promote the transport of one carrier over the other. A redox center, [Ru