1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Химическая физика
  4. T. 42, № 12, 2023

Химическая физика, 2023, T. 42, № 12, стр. 75-80

Кинетика распада возбужденного синглетного состояния в пленках рубрена с образованием пар Т-экситонов. Механизм и проявление миграции экситонов

А. И. Шушин 1, *, С. Я. Уманский 1, Ю. А. Чайкина 1

1 Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова, Российской академии наук
Москва, Россия

* E-mail: shushin@chph.ras.ru

Поступила в редакцию 01.09.2022
После доработки 13.10.2022
Принята к публикации 20.10.2022

Аннотация

Проведен анализ кинетики распада (расщепления) синглетного возбужденного состояния ${\text{S}}_{1}^{*}$ молекул рубрена на пару триплетных (Т) экситонов в его пленках. В анализе кинетика описывалась в терминах кинетики спада флуоресценции (КСФ) из ${\text{S}}_{1}^{*}$-состояния – ${{p}_{s}}\left( t \right)$. Последняя, как известно, существенно контролируется процессами диффузионной миграции и аннигиляции Т-экситонов. Рассмотрены две модели миграции: модель двух состояний (МДС), трактующая эффект миграции как результат переходов между [TT]-состоянием связанных экситонов (на малых Т–Т-расстояниях r) и [T+T]-состоянием мигрирующих экситонов (на больших r), а также модель свободной миграции (МСМ), пренебрегающая эффектом [TT]-состояния. В рамках МДС и МСМ получены выражения для ${{p}_{s}}\left( t \right)$, использованные далее при описании КСФ $p_{s}^{{exp}}\left( t \right)$, измеренной в аморфных пленках рубрена. Показано, что в исследованном диапазоне времен: 0.4–200 нс, МДС воспроизводит поведение $p_{s}^{{exp}}\left( t \right)$ заметно точнее, чем МСМ. При бóльших $t \gtrsim {{10}^{3}}\,\,{\text{нс}}$ предсказывается заметное различие ($ \gtrsim {\kern 1pt} 25\% $) между $p_{s}^{{exp}}\left( t \right)$ и МСМ-вариантом ${{p}_{s}}\left( t \right)$, лежащее за пределами ошибки измерения $p_{s}^{{exp}}\left( t \right)$ ($ \lesssim $3%).

Ключевые слова: распад синглета, триплет-триплетная аннигиляция.

Список литературы

  1. Smith M.B., Michl J. // Annu. Rev. Phys. Chem. 2013. V. 64. P. 361; https://doi.org/10.1146/annurev-physchem-040412-110130

  2. Casanova D. // Chem. Rev. 2018. V. 118. P. 7164; https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.7b00601

  3. Miyata K., Conrad-Burton F.S., Geyer F.L. et al. // Chem. Rev. 2019. V. 84. P. 4261; https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.8b00572

  4. Merrifield R.E. // J. Chem. Phys. 1968. V. 48. P. 4318; https://doi.org/10.1063/1.1669777

  5. Suna A. // Phys. Rev. B. 1970. V. 1. P. 1716; https://doi.org/10.1103/PhysRevB.1.1716

  6. Konyaev S.N., Shushin A.I., Kolesnikova L.I. et al. // Phys. Stat. Sol. B. 1987. V. 142. P. 461.

  7. Tarasov V.V., Zoriniants G.E., Shushin A.I. et al. // Chem. Phys. Lett. 1997. V. 267. P. 58; https://doi.org/10.1016/S0009-2614(97)00056-0

  8. Ветчинкин А.С., Уманский С.Я., Чайкина Ю.А. и др. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 9. С. 72; https://doi.org/10.31857/S0207401X22090102

  9. Ryansnyanskiy A., Biaggio I. // Phys. Rev. B. 2011. V. 84. P. 193203; https://doi.org/10.1103/PhysRevB.84.193203

  10. Shushin A.I. // J. Chem. Phys. 2022. V. 156. P. 074703; https://doi.org/10.1063/5.0078158

  11. Piland G.B., Burdett J.J., Kurunthu D. et al. // J. Phys. Chem. C. 2013. V. 117. P. 1224; https://doi.org/10.1021/jp309286v

  12. Шушин А.И. // Хим. физика. 2017. Т. 36. № 11. С. 17; https://doi.org/10.7868/S0207401X17110085

  13. Pilland G.B., Burdett J.J., Dillon R.J. et al. // J. Phys. Chem. Lett. 2014. V. 5. P. 2312; https://doi.org/10.1021/jz500676c

  14. Shushin A.I. // Chem. Phys. Lett. 1985. V. 118. P. 197; https://doi.org/10.1016/0009-2614(85)85297-0

  15. Shushin A.I. // J. Chem. Phys. 1991. V. 95. P. 3657; https://doi.org/10.1063/1.460817

  16. Shushin A.I. // J. Chem. Phys. 1992. V. 97. P. 1954; https://doi.org/10.1063/1.463132

  17. Buchachenko A.L. // Rus. J. Phys. Chem. B. 2022. V. 16. P. 9; https://doi.org/10.1134/S1990793122010031

  18. Buchachenko A.L., Kuznetsov D.A. // Rus. J. Phys. Chem. B. 2021. V. 15. P. 1; https://doi.org/10.1134/S1990793121010024

  19. Лундин А.А., Зобов В.Е. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 9. С. 41; https://doi.org/10.31857/S0207401X21090077

  20. Shushin A.I. // Chem. Phys. Lett. 2017. V. 678. P. 283; https://doi.org/10.1016/j.cplett.2017.04.068

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Химическая физика

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал