Фотоиндуцированное разделение заряда и его сверхбыстрая рекомбинация в полярных средах

• Автор: Кучин, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 132 с. : ил.

ГЛАВА 1. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КОРОТКИХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИМПУЛЬСОВ С МОЛЕКУЛЯРНЫМИ КОМПЛЕКСАМИ И ИНДУЦИРОВАННЫЕ ИМИ СВЕРХБЫСТРЫЕ ПРОЦЕССЫ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
1.1 Методы фемтосекундной спектроскопии
1.2 Теории электронного переноса в растворах
1.3 Общая теория Маркуса для внешнесферных реакций электронного переноса
1.4 Теория нетепловых электронных переходов
1.5 Метод теории возмущений по электронному матричному элементу
ГЛАВА 2. СВЕРХБЫСТРАЯ РЕКОМБИНАЦИЯ ЗАРЯДА В КОМПЛЕКСАХ СО СМЕШАННОЙ ВАЛЕНТНОСТЬЮ
2.1 Постановка задачи
2.2. Вероятность сверхбыстрых переходов для одной координаты реакции
2.3. Две координаты реакции
2.4. Общий случай для N координат реакции
2.5 Выводы
ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ ТУШЕНИЯ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ ПРИМЕСНЫХ МОЛЕКУЛ СВОБОДНЫМИ РАДИКАЛАМИ
3.1 Постановка задачи
3.2 Модель фотоиндуцированного разделения зарядов
3.3 Условия существования сверхбыстрого перехода
3.5 Выводы
ГЛАВА 4. ЭЛЕКТРОННАЯ ДИНАМИКА МОЛЕКУЛ, ИНИЦИИРОВАННАЯ ФЕМТОСЕКУНДНЫМ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ИМПУЛЬСОМ НАКАЧКИ

4.1 Постановка задачи и выбор модели
4.2 Качественный анализ проблемы
4.3. Влияние несущей частоты возбуждающего электромагнитного
импульса на вероятность сверхбыстрых электронных переходов
4.4 Выводы
Заключение
Литература

Актуальность темы.
Прогресс в создании супрамолекулярных комплексов, достигнутый в последние годы, позволил вплотную приблизиться к решению проблемы обработки и хранения информации на молекулярном уровне и стимулировал появление молекулярной электроники [1-5]. Возникают перспективы создания новой элементной базы, основанной на устройствах молекулярной электроники. Работа этих устройств основана на изменении их оптических или других физических свойств при подаче на вход светового импульса. Подобные устройства могут стать основой вентильных элементов или элементов памяти в интегральных схемах со сверхвысоким уровнем интеграции и высокой скоростью передачи информации.
Для достижения высокого быстродействия, а также для исследования протекающих в таких устройствах физических процессов, подаваемый на вход световой импульс должен иметь малую длительность, что стало возможным с появлением лазеров, способных генерировать сверхкороткие импульсы. Созданные в настоящее время лазеры позволяют создавать импульсы длительностью уже порядка 5фс [6-12], что соответствует длительности 2-3 периодов оптического поля.
Воздействие сверхкоротких электромагнитных импульсов на молекулярные комплексы открыло принципиально новые возможности в исследованиях строения вещества [13-32], которые являются одной из главных задач радиофизики. В частности, воздействие сверхкороткими импульсами на молекулу позволило изучать колебательное и вращательное внутримолекулярное движение, фазовые переходы в твердых телах, динамику носителей в полупроводниках и так далее, а также управлять элементарными реакциями при помощи селективного воздействия.

Выражение (2.9) имеет неявную зависимость от температуры, обусловленную активационной зависимостью времени релаксации системы т1 от температуры. Следует подчеркнуть, что вероятность перехода ]¥2 в неадиабатическом пределе зависит от динамических свойств среды, в то время как у термической константы скорости такой зависимости нет. Отметим также, что выражение (2.9) полностью согласуется с формулой Ландау-Зинера [122]
2|^1 ~Р2у
где Iе] - Л) - разность наклонов термов в точке их пересечения, V - скорость движения волнового пакета вдоль координат реакции. Действительно, уравнение Ланжевена для координаты реакции + Л
где Л], - случайная сила с нулевым средним значением, дает для среднего значения скорости частиц в точке пересечения термов |у| =(ЕГ + АО)/т1. Заметим, что в принятых здесь единицах измерения разность наклонов термов равна единице.
В обратном пределе g» 1 из (2.8) получаем
(2.10)
Щ + К1 2£,
т.е. вероятность перехода 1¥2 не зависит от динамических свойств среды и полностью определяется энергетическими характеристиками реакции.
2.3. Две координаты реакции
Спектры диэлектрических потерь таких распространенных растворителей, как вода и спирты, часто описываются в терминах нескольких дебаевских полос поглощения, причем разным полосам поглощения соответствуют разные виды движения молекул растворителя [123]. Каждой