Giới hạn khả năng ứng dụng của quy tắc tổng hợp bằng một đối với cường độ lượng tử phát quang và việc chuyển đổi sang trạng thái triplet cho các phân tử hữu cơ phức tạp trong pha ngưng tụ (Một bài tổng hợp)

V. L. Ermolaev1, E. B. Sveshnikova1
1ITMO University, St. Petersburg, Russia

Tóm tắt

Đối với các lớp phân tử khác nhau, chúng tôi đã ước tính từ dữ liệu thực nghiệm giới hạn dưới của chiều cao các mức S1 mà quy tắc qfl + qT = 1 (qfl là năng suất lượng tử phát quang, qT là năng suất lượng tử hình thành trạng thái triplet) bắt đầu bị vi phạm; tức là, việc chuyển đổi không bức xạ trực tiếp từ trạng thái S1 sang trạng thái cơ bản xuất hiện, năng suất lượng tử mà vượt quá sai số đo lường. Chúng tôi nhận thấy rằng, đối với các hợp chất thuộc các lớp khác nhau, giới hạn này dao động từ 15000 đến 21000 cm–1. Đã chỉ ra rằng sự khác biệt trong giới hạn có thể được giải thích theo lý thuyết cộng hưởng tĩnh điện về các chuyển tiếp không bức xạ, lấy vào xem xét sự định vị của chuyển tiếp điện tử, hằng số tỷ lệ của nó và sự chồng lấn của quang phổ vibronic của phân tử với quang phổ dao động của các dao động tần số cao với tính đến sự thay đổi hằng số tỷ lệ của chuyển tiếp xuyên hệ thống sang trạng thái triplet.

Từ khóa

#quy tắc năng suất lượng tử #chuyển tiếp không bức xạ #trạng thái S1 #trạng thái triplet #lý thuyết cộng hưởng tĩnh điện

Tài liệu tham khảo

V. L. Ermolaev, Opt. Spektrosk. 13 (1), 90 (1962). V. L. Ermolaev, Usp. Fiz. Nauk 80 (1), 40 (1963). V. L. Ermolaev and E. B. Sveshnikova, Dokl. Akad. Nauk SSSR 149 (6), 1295 (1963). V. L. Ermolaev, Izv. Akad. Nauk SSSR, Ser. Fiz. 27 (5), 617 (1963). V. L. Ermolaev, Opt. Spektrosk. 16 (5), 704 (1964). V. L. Ermolaev and E. B. Sveshnikova, Opt. Spektrosk. 26 (4), 587 (1964). V. L. Ermolaev, E. B. Sveshnikova, and E. A. Saenko, Opt. Spektrosk. 22 (1), 165 (1967). V. L. Ermolaev and E. B. Sveshnikova, Opt. Spektrosk. 24 (2), 293 (1968). C. A. Hutchison, Jr., and B. W. Mangum, J. Chem. Phys. 32 (4), 1261 (1960). V. L. Ermolaev, E. N. Bodunov, E. B. Sveshnikova, and T. A. Shakhverdov, Nonradiative Electronic Excitation Energy Transfer (Nauka, Leningrad, 1977) [in Russian]. V. L. Ermolaev and E. B. Sveshnikova, Acta Phys. Polonica 34 (5), 771 (1968). S. I. Wawilow, Z. Physik 42, 927 (1927). M. Kasha, Dicuss. Faraday Soc. 9, 14 (1950). V. L. Ermolaev, Russ. Chem. Rev. 70 (6), 471 (2001). T. Itoh, Chem. Rev. 112, 4541 (2012). V. G. Plotnikov, Doctoral Dissertation (Obninsk, 1980). G. V. Maier and V. I. Danilova, Quantum Chemistry, Structure and Photonics Molecules (Tomsk. Gos. Univ., 1984) [in Russian]. G. V. Maier, Photophysical Processes and Lasing Ability of Aromatic Molecules (Tomsk. Gos. Univ., 1992) [in Russian]. R. Englman, Nonradiative Decay of Ions and Molecules in Solids (North Holland, Amsterdam, 1979). E. S. Medvedev and V. I. Osherov, Radiationless Transitions in Poliatomic Molecules, Springer Ser. in Chem. Phys. (Berlin, 1995), Vol. 57. C. A. Jr. Hutchison and B. W. Mangum, J. Chem. Phys. 32, 1261 (1960). G. W. Robinson and R. P. Frosch, J. Chem. Phys. 37, 1962 (1962). V. L. Ermolaev and E. B. Sveshnikova, Opt. Spektrosk. 30 (2), 379 (1971). V. L. Ermolaev and E. B. Sveshnikova, Chem. Phys. Lett. 23 (3), 349 (1973). E. N. Bodunov, Opt. Spektrosk. 40 (4), 942 (1976). V. L. Ermolaev and E. B. Sveshnikova, J. Lumin. 20 (4), 387 (1979). E. B. Sveshnikova, Doctoral Dissertation (GOI im. S.I. Vavilova, 1984). A. A. Kaminsky, L. K. Aminov, V. L. Ermolaev, et al., Physics and Spectroscopy of Laser Crystals (Nauka, Moscow, 1986) [in Russian]. V. L. Ermolaev, E. B. Sveshnikova, and E. N. Bodunov, Phys. Uspekhi 39, 261 (1996). V. L. Ermolaev, E. B. Sveshnikova, and E. N. Bodunov, Errat. 40, 335 (1997). E. B. Sveshnikova and V. L. Ermolaev, Opt. Spectrosc. 111 (1), 34 (2011). St. A. Payne and C. Bibeau, J. Lumin. 79, 143 (1998). C. Bibeau, St. A. Payne, and H. T. Powell, J. Opt. Soc. Am. B 12 (10), 1981 (1995). F. Quochi, R. Orru, F. Cordella, et al., J. Appl. Phys. 99, 053520 (2006). Ch. Doffek, N. Alzakhem, C. Bischof, J. Wahsner, T. Guden-Silber, J. Lugger, C. Platas-Iglesias, and M. Seitz, J. Am. Chem. Soc. 134, 16413 (2012). Ch. Doffek, J. Wahsner, E. Kreidt, and M. Seitz, Inorg. Chem. 53, 3253 (2014). E. B. Sveshnikova and S. P. Naumov, Opt. Spektrosk. 45 (3), 05 (1978). H. Saigusa and T. Azumi, J. Chem. Phys. 71 (3), 1408 (1979). V. L. Ermolaev and K. K. Svitashev, Opt. Spektrosk. 7 (5), 664 (1959). J. L. Kropp, W. R. Dowson, and M. W. Windsor, J. Phys. Chem. 73 (6), 1747 (1969). E. B. Sveshnikova and V. P. Kondakova, Opt. Spektrosk. 50 (5), 870 (1981). V. L. Ermolaev and E. B. Sveshnikova, Acta Phys. Polon. A 95 (3), 299 (1999). C. A. Parker and T. A. Joyce, Trans. Faraday Soc. 62 (10), 2785 (1966). Atsushi Kobayashi, Absolute Measurements of Photoluminescence Quantum Yields of Organic Compounds Using an Integrating Sphere (Thesis, Gunma University, Japan, 2010). W. Heinzelmann and H. Labhart, Chem. Phys. Lett. 4 (1), 20 (1969). T. Medinger and F. Wilkinson, Trans. Faradey Soc. 61 (4), 620 (1965). N. Nijegorodov, V. Ramachandran, and D. P. Winkoun, Spectrochim. Acta A 53, 1813 (1997). F. Lewitzka and H.-G. Lohmannsrober, Z. Phys. Chem. 150 (1), 69 (1986). A. Kearvell and F. Wilkinson, Chem. Phys. Lett. 11 (4), 472 (1971). B. Stevens and B. E. Algar, Chem. Phys. Lett. 1 (2), 58 (1967). H. De Vries and D. A. Wiersma, J. Chem. Phys. 70 (12), 5807 (1979). W. R. Lambert and A. H. Zewail, Chem. Phys. Lett. 69 (2), 270 (1980). M. Banasiewicz, I. Deperasinska, D. Fabjanowicz, and B. Kozankiewicz, Chem. Phys. Lett. 356, 541 (2002). N. Kanamaru, Y. R. Bhattacharjee, and E. C. Lim, Chem. Phys. Lett. 26 (2), 174 (1974). E. B. Sveshnikova, Izv. Akad. Nauk SSSR, Ser. Fiz. 29 (8), 1274 (1965). M. M. Martin and L. Lindqvist, Chem. Phys. Lett. 22 (2), 309 (1973). W. Siebrand and D. F. Williams, J. Chem. Phys. 46, 403 (1967). A. Penzkofer, A. Beidoun, and M. Daiber, J. Lumin. 51, 297 (1992). R. Sens and K. H. Drexhage, J. Lumin. 24/25, 709 (1981). G. Porter and P. G. Bowers, Proc. R. Soc. A 286, 435 (1967). B. M. Dzhagarov and G. P. Gurinovich, Excited Molecules: Kinetics of Transformations (Nauka, Leningrad, 1982) [in Russian]. B. M. Dzhagarov, Opt. Spektrosk. 28 (1), 66 (1970). A. T. Gradushko, A. N. Sevchenko, K. N. Solovyov, et al., Photochem. Photobiol. 11, 387 (1970). A. T. Gradyushko, V. A. Mashenkov, K. N. Solov’ev, and M. P. Tsvirko, Zh. Prikl. Spektrosk. 9, 514 (1968). V. A. Kuz’mitskii, K. N. Solov’ev, and M. P. Tsvirko, in Porphyrins: Spectroscopy, Electrochemistry, and Applications, Ed. by N. S. Enikolopyan (Nauka, Moscow 1987) [in Russian]. A. T. Gradyushko, V. N. Knyukshto, K. N. Solov’ev, and A. M. Shul’ga, Opt. Spektrosk. 44 (3), 458 (1978). K. N. Solov’ev, V. N. Knyukshto, M. P. Tsvirko, and A. T. Gradyushko, Opt. Spektrosk. 41 (6), 964 (1976). S. Tobita, Y. Kajii, and I. Tanaka, Two-Photon Absorption and Radiationless Transitions of Porphyrins (ACS Symposium Ser., 1986), Vol. 231, pp. 219–230. M. Pineiro, A. L. Carvalho, M. M. Pereira, A. M. A. R. Gonsalves, L. G. Arnaut, and S. J. Formosinho, Chem. Eur. J., No. 11, 2299 (1998). E. Ermolina, Z. E. Kuznetsova, R. M. Gadirov, and G.V. Maier, Vestn. Tomsk. Gos. Univ., Khim., No. 340, 228 (2008). D. M. Guilti, T. D. Mody, N. N. Gerasichuk, D. Magda, and J. Sessler, J. Am. Chem. Soc. 122 (34), 8289 (2000). A. P. Losev, E. I. Sagun, and I. N. Nichiporovich, Khim. Fiz. 6 (7), 907 (1987). I. Connoly, E. B. Samuel, and A. F. Yanzen, Photochem. Photobiol. 36, 565 (1982). B. Beeby, A. W. Parker, M. S. C. Simpson, and D. Phillips, J. Photochem. Photobiol. B Biol. 16, 73 (1992). P. S. Vincett, E. M. Voigt, and K. E. Rieckhoff, J. Chem. Phys. 55, 4131 (1971). W. F. Kosonosky, S. E. Harrison, and R. Stander, J. Chem. Phys. 43, 831 (1965). K. Ishi and N. Kobayashi, The Porphyrin Handbook: Phthalocyanines: Spectroscopic and Electrochemical Characterization, Ed. by K. M. Kadish, K. M. Guilfard, and R. Smith (2002). D. S. Lawrence and D. G. Witten, Photochem. Photobiol. 64, 923 (1996). J. Vie, R. S. Sinclair, and T. G. Truscott, JCS Faraday Trans. II. 74 (10), 1870 (1978). P. Jacques and A. M. Braun, Helv. Chim. Acta 64, 1800 (1981). T. H. Tran-Thi, C. Desforge, and C. Thies, J. Phys. Chem. 93, 1226 (1989). J. Savolainen, D. van der Linden, N. Dijkhuizen, and J. L. Herek, J. Photochem. Photobiol. A. Chem. 196, 99 (2008). M. Durmus and T. Nyokong, Polyhedron 26, 3323 (2007). A. T. Gradyushko and M. P. Tsvirko, Opt. Spektrosk. 31 (4), 543 (1971). R. P. Burgner and A. M. Goncalves, J. Chem. Phys. 60 (7), 2942 (1974). A. M. Ponte Goncalves and R. P. Burgner, J. Chem. Phys. 65, 1221 (1976). K. J. Borowski and R. E. Connors, J. Photochem. 16, 75 (1981). M.-H. Ha-Thi, N. Shafizadeh, L. Poisson, and B. Soep, J. Phys. Chem. A 117, 8111 (2013). S. Sorgues, L. Poisson, K. Raffael, L. Krim, B. Soep, and B. Shfizadeh, J. Chem. Phys. 124, 114302 (2006). X. Liu, U. Tripathy, Sh. V. Bhosale, St. J. Langford, and R. P. Steer, J. Phys. Chem. A 112, 8986 (2008). M. Maiti, B. R. Danger, and R. P. Steer, J. Phys. Chem. A 113, 11318 (2009). T. Nyokong, Coord. Chem. Rev. 251, 1707 (2007). E. C. Kaya, M. Durmus, E. Yanmaz, and H. Kantekin, Turkish J. Chem. 38, 1118 (2014). Y. Yilmaz, A. Erdogmus, and M. K. Sener, Turkish J. Chem. 38, 1083 (2014). S. M. Bishop, A. Beeby, A. W. Parker, M. S. C. Foley, and D. Phillips, J. Photochem. Photobiol. A Chem. 90 (1), 39 (1995). M. J. Frampton, G. Accorsi, N. Armaroli, J. E. Rogers, P. A. Fleitz, K. J. McEwan, and H. L. Anderson, Org. Biomol. Chem. 5, 1056 (2007). W.-Ch. Hung, Ch.-D. Ho, Ch.-Pi. Liu, and Y.-P. Lee, J. Phys. Chem. 100, 3927 (1996). B. F. Minaev, Opt. Spectrosc. 98 (3), 336 (2005). A. Kleineveischede and J. Mattay, CRC Handbook of Organic Photochemistry and Photobiology, Ed. by W. M. Horspool and F. Lenci (2003), Vols. 1–2. A. Andreoni, L. Nardo, M. Bondani, B. Zhao, and J. E. Roberts, J. Phys. Chem. B 117, 7203 (2013). S. Foley, M. N. Berberan-Santos, A. Fedorov, R. V. Benasson, S. Leach, and B. Gigante, Chem. Phys. 263, 437 (2001). V. Schettino, P. R. Selvi, R. Bini, and G. Cardini, J. Chem. Phys. 101, 11079 (1994). C. M. Gonzalez and J. A. Pincock, J. Am. Chem. Soc. 126 (29), 8870 (2004). S. L. Murov, I. Carmichael, and G. L. Hug, Handbook of Photochemistry, 2nd ed. (Marcel Decker, New York, 1993), Table 1, pp. 5–53.