1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Химическая физика
  4. T. 42, № 7, 2023

Химическая физика, 2023, T. 42, № 7, стр. 86-94

Особенности кинетики распада возбужденного синглетного состояния на пару триплетных экситонов в кристаллах рубрена

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 16.01.2023
После доработки 16.02.2023
Принята к публикации 20.02.2023

Аннотация

В работе детально проанализированы особенности кинетики распада (расщепления) возбужденного синглетного состояния (РСС) на пару триплетных (Т) экситонов (ТТ-пару) в анизотропных молекулярных кристаллах. Эти особенности, как известно, существенно определяются обратной ТТ-аннигиляцией (т.е. аннигиляцией пар Т-экситонов, мигрирующих в объеме кристалла). В предлагаемом анализе кинетика (контролируемых аннигиляцией) процессов РСС описывалась в рамках модели двух состояний (МДС), в которой взаимодействие мигрирующих Т-экситонов ассоциируется с переходами между двумя кинетическими состояниями ТТ-пар: [ТТ]-состояния связанных пар и [Т+Т]-состояния свободно мигрирующих экситонов. Эта модель позволяет представить эффекты миграции и взаимодействия экситонов в РСС-кинетике в терминах решеточных функций Грина, выражения для которых могут быть найдены в аналитическом виде. В данной работе МДС применена для анализа кинетики РСС в кристаллах рубрена, ранее измеренной в широком диапазоне времен. Анализ дал возможность получить важную информацию о кинетических особенностях процессов РСС в анизотропных кристаллах. Показано, например, что формирование [TT]-состояния приводит к заметному искажению формы кинетической зависимости РСС на малых временах порядка времени первичной стадии этого процесса. Показано также, что анизотропия миграции Т-экситонов существенно проявляется в характерных особенностях поведения кинетики РСС на больших временах.

Ключевые слова: распад синглета, триплет-триплетная аннигиляция.

Список литературы

  1. Smith M.B., Michl J. // Annu. Rev. Phys. Chem. 2013. V. 64. P. 361.

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

  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. Barhoumi T., Monge J.L., Mejatty M. et al. // Eur. Phys. J. B. 2007. V. 59. P. 167.

  11. Piland G.B., Burdett J.J., Kurunthu D. et al. // J. Phys. Chem. 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. Steiner U.E., Ulrich T. // Chem. Rev. 1989. V. 89. P. 514; https://doi.org/10.1021/cr00091a003

  15. Blum K. Density Matrix Theory and Applications. N.Y.: Plenum Press, 1981.

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

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

  18. Shushin A.I. // Ibid. 1992. V. 97. P. 1954; https://doi.org/10.1063/1.463132

  19. Wolf E.A., Biaggio I. // Phys. Rev. B. 2021. V. 103. P. L201201; https://doi.org/10.1103/PhysRevB.103.L201201

  20. Shushin A.I. // J. Chem. Phys. 2019. V. 151. P. 034103; https://doi.org/10.1063/1.5099667

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

  22. Лаврентьев M.A., Шабат Б.В. Методы теории функций комплексного переменного. М.: Наука, 1973.

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

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

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

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Химическая физика

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал