Оптические свойства и спектроскопия основного и возбужденных состояний многоатомных соединений

• Автор: Обухов, Александр Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 424 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СТРОЕНИЕ, СПЕКТРАЛЬНО-ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ И ГЕНЕРАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА МНОГОАТОМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
(литературный обзор)
1.1. Введение
1.2. Фотофизические и фотохимические свойства многоатомных соединений
1.2.1. Электронное и пространственное строение многоатомных соединений в
кристаллах, растворах и парах. 1.2.1.1. Метод рефракции
1.2.1.2. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса в растворах
1.2.2. Поглощение, люминесценция и генерация оптического излучения
в системах электронно-возбужденных и основного состояний в разных условиях.
1.2.2.1. Взаимодействие поля с веществом. Волновая функция
1.2.2.2. Происхождение широких полос в спектрах сложных молекул
1.2.3.3. Двух- и трехуровневые уровневые модели баланса населенностей
1.2.2.4. Усиление и сечение вынужденного испускания
1.2.2.5. Спектро-энергетика молекул
1.2.2.6. Спектрально-люминесцентные свойства некоторых молекул
1.2.2.7. Влияние матрицы на форму спектров поглощения и флюресценции примесных молекул. Однородное и неоднородное уширение
1.2.2.8. Спектрально-люминесцентные свойства полиметиновых соединений и релаксация при возбуждении высоких ЭВС при лазерной накачке
1.2.2.9. Получение стимулированного излучения на приместных
молекулярных кристаллах при электронном возбуждении
1.2.2.10. Люминесценция сложных молекул при возбуждении электронами
1.2.2.10.1. Спектры потерь энергии электронов
1.2.2.10.2. Сечения и функции возбуждения. 1.2.2.10.3 Спектры флюоресценции.
1.2.2.10.4. Кинетика флюоресценции. 1.2.2.10.5. Энергетический квантовый выход
флюоресценции. 1.2.2.10.6. Влияние сопутствующих газов
1.2.2.11. Люминесценция молекул в электрическом разряде
1.2.2.11.1 .Технология, структура и спектральные свойства органических и
неорганических сложных соединений для ОЛЕД-устройств
1.2.2.11.2. Многослойная структура ОЛЕД-устройств
1.2.2.11.3. Зарядно-транспортные устройства

1.2.2.11.4. Зоны р-п-переходов в ОЛЕД-устройств
1.2.2.11.5. Энергетическая схема ОЛЕД-ячейки
1.2.2.11.6. Светодиодные устройства на основе ионных комплексов
1.2.2.11.7. Гибридные органические и неорганические люминофоры
(квантовые точки)
1.2.2.11.8. Подвижность зарядов в ОЛЕД-устройствах. 1.2.2.11.9. Люминесценция
и ГОИ конденсированных сред в электрическом разряде
1.2.2.11.10. Энергетическая эффективность или эффективность по мощности
1.2.2.11.11. Спектроскопия органических и неорганических материалов
эмиттеров для ОЛЕД-устройств
1.2.2.12. Генерация оптического излучения в растворах и парах
1.2.2.12.1. Усиление и порог ГОИ для трехуровневой модели баланса населенностей
1.2.2.12.2. Пятиуровневая модель баланса населенностей
1.2.2.12.3. Перестройка длины волны генерации излучения
1.2.2.12.4. Предельное время длительности фронта импульса накачки
1.2.2.12.5. Зависимость квантового выхода флюоресценции от температуры паров и плотности мощности накачки
1.2.2.12.6. Модель образования избытка колебательной энергии в лазерно-активной молекуле
1.2.2.12.7. Наведенное поглощение в системах ЭВС на частотах накачки и ГОИ. Оптимизация кпд
1.2.2.12.8. Оценка ионизационно-рекомбинационного механизма появления внутримолекулярных потерь в газофазных ОКТ на сложных молекулах
1.2.2.12.9. Некоторые характеристики УФ-лазеров на красителях с ламповой накачкой.
1.2.2.12.10. Явление двухквантового превращения молекул. Много-фотонные механизмы.1.2.2.12.11. Явление локализации электронно-колебательного взаимодействия и проявление квазиавтономности в структуре активных групп атомов при низких температурах в спектрах - люминесценции, ИК, СКР, РВКР
1.2.2.12.12. Спектроскопия охлажденной сверхзвуковой струи
1.2.2.12.13. Механизм триплет-триплегного поглощения в некоторых
биологически активных соединениях
1.2.2.13. Электронно-возбужденные состояния многоатомных молекул и процессы оптической и безизлучательной дезактивации энергии возбуждения

1.2.2.13.1. О методах квантовохимической оптимизации геометрии
1.2.2.13.2. Полуэмпирические методы JIKAO-MO ССП КВ ППП/С, ППДП/С, ЧПДП/С
1.2.2.13.3. Полный и электронный гамильтониан системы.
Адиабатическое приближение
1.2.2.13.4. Приближение Борна-Оппенгеймера
1.2.2.13.5. Основное состояние. Выбор волновой функции
1.2.2.13.6. Образование волновых функций в возбужденных состояниях. Метод конфигурационного взаимодействия
1.2.2.13.7. Дипольные моменты в основном и в ЭВС
1.2.2.13.8. Виды интегралов внутримолекулярного взаимодействия. Параметризация и репараметризация
1.2.2.13.9. Полная энергия многоэлектронных систем
1.2.2.13.10. Зависимость характеристик нижних ЭВС от структурных факторов молекул
1.2.2.13.11. Переходная матрица плотности. Средние значения характеристик операторов
1.2.2.13.12. Заряды и порядки связей
1.2.2.13.13. Структура матриц изменения порядков связей при возбуждении
1.2.2.13.14. Радиационные переходы (поглощение или испускание фотона).
Силы осцилляторов электронных переходов
1.2.2.13.15. Безизлучательные переходы. Внутренняя и интеркомбинационная конверсии. 1.2.2.13.15.1. Спин-орбитальное взаимодействие.
1.2.2.13.15.2. Спин-орбитальное взаимодействие между нижним
триплетным и основным синглетным состоянием
1.2.2.13.15.3. Синглет-триплетная интеркомбинационная конверсия
1.2.2.13.15.4. Константа скорости внутренней конверсии
1.2.2.13.15.5. Матричный элемент и константа скорости интеркомбинационной конверсии
1.2.2.13.15.6. Константа скорости, абсолютный квантовый выход и время жизни флюоресценции и фосфоресценции
1.2.2.13.16. Фотоионизация молекул. Условие Купменса
1.2.2.13.17. Спектрально-люминесцентная систематика молекул по орбитально-классификационному признаку
1.2.2.13.18. Квантовохимические модели рассчета штарковской структуры

где crp (Я) - сечения вынужденного испускания (СВИ) молекул примеси; аР(Я) - поглощения из ОС молекул; (Я) - триплет-триплетного поглощения в ЭВС примеси; a'def ^,adefr W ' поглощения дефектов примеси и матрицы.
Величина СВИ ор(Л) рассчитывалась по формуле:
<т'7(Я) = Л4 х (Л) ■ yimp /&7wrlcrysliTimp, (51)
где утр КВФЛ примеси, у‘тр = 0,9; /(Я) - контур спектра ФЛ; T)cryst - показатель преломления кристалла.
В области перекрывания спектров УФ поглощения и ФЛ примеси (ДЯ = 360 - 380 нм) величина СВИ сг'7 (Я) = 2,3 [(380 - Я/20]хЮ'17 см2. (52)
Величины I = 0,8 см2 и h = 0,1 см соответствовали экспериментальным данным.
При плотностях мощности электронного пучка W = (1-100) мВт/см2 достаточная достигается концентрация возбужденных молекул примеси, при которой коэффициент усиления составляет Kampi = 0,1-10 см'1. Из данных работы [81] следует, что начиная со значений W= 10 мВт/см2 наблюдается сверхлинейный рост и сужение наиболее интенсивной электронно-колебательной полосы в спектре испускания примесного кристалла с Я^х = 396 нм, а при Wexi, = 200 мВт/см2 полуширина спектра испускания ДЯх = 3-4 нм. Варьирование величин: сг^7(Я), К!^р, , связанных с переносом в триплетное ЭВС и
дальнейшем перепоглощением 7] —> Tj показывает, что критическим является СВИ
ар(Я) = 5* 10’17 см2. Триплетное поглощение 7] —> Tj проявляет себя в “замедлении” сверхлинейного роста зависимости интегральной по времени и спектру энергии излучения кристалла от плотности мощности накачки и при a'j'f (Я) = 5* 10’17 см2 достижение усиления, достаточного для возникновения ГОИ невозможно.
Оценки, проведенные в работе [82] показывают, что время дительности переднего фронта импульса накачки составляет t/p = Ю'10 с (1/р оценивалось исходя из расчета СВИ
trJT W > а2Т W > а3S W ' квантовохимическим расчетам и экспериментальным спектрам триплетного поглощения 7] -» Т, в растворах). При этом спектры ФЛ растворов антрацена,