Нелинейно-оптические свойства молекулярных агрегатов органических красителей

• Автор: Плеханов, Александр Иванович
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 339 с. : ил.

§1. Предмет исследования

§2. Актуальность темы, цели и задачи диссертации

§3. Содержание диссертации

§4. Основные положения, выносимые на защиту

Глава 1. Молекулярные агрегаты: низкоразмерные экситон-ные системы

§1. Модель одномерных молекулярных экситонов

ф 1.1. Оптические свойства упорядоченных агрегатов

1.2. Оптические свойства разупорядоченных агрегатов

§2. Длина делокализации экситона в молекулярном агрегате

§3. Нелинейно-оптические свойства одномерных J-агрегатов

§4. Выводы
Глава 2. Экспериментальные методы исследования оптических и нелинейно-оптических свойств молекулярных J-агрегатов
§ 1. Экспериментальные методы исследования оптических и структурных свойств плёнок J-агрегатов
ф 1.1. Спектроскопические исследования
1.2. Спектральная эллипсометрия
1.3. Поляризационная рефлектометрия
1.4. Атомно-силовая микроскопия
1.5. Рентгеноструктурный анализ

§2. Экспериментальные методы исследования нелинейно-оптических
свойств плёнок Л-агрегатов
2.1. Одномодовый импульсный лазер на красителе
2.2. Метод четырехфотонного параметрического рассеяния (ЧПР)
2.3. Метод продольного сканирования ^-сканирование)
2.4. Метод пробного поля
§3. Выводы
Глава 3. Л-агрегаты органических красителей в тонких твердых пленках
§1. Пленки Л-агрегатов псевдоизоцианина иодида (Р1С-1)
1.1. Получение и свойства Л-агрегатов Р1С-1 с длинными
Аралкильными заместителями в тонких плёнках
1.2. Динамика нанесения тонких плёнок Л-агрегатов Р1СI с несимметричными П-алкильными заместителями
1.3. Термическая устойчивость Л-агрегатов РЮ-1 с несимметричными ГЛ-алкильными заместителями
1.4. Степень конверсии мономерной формы красителя в
агрегатную
1.5. Структура Л-агрегатов в тонких плёнках
1.6. Получение и свойства Л-агрегатов Р1С с различными кластерными анионами гидридов бора в тонких плёнках
1.7. Исследование структуры Л-агрегатов клозо-декаборат
1,Г-диэтил-2,2’-цианина
1.8. Получение и свойства Л-агрегатов клозо-декаборат
1,Г-диэтил-2,2’-цианина в плёнках, допированных солями органических катионов

1.9. Температурная зависимость спектра поглощения плёнок J-агрегатов PIC, допированных боратными комплексами и солями органических катионов
1.10. Молекулярные J-агрегаты в тонких плёнках полимерных матриц
1.11. Молекулярные J-агрегаты PIC в тонких плёнках полимерных матриц, допированных фрактальными кластерами благородных металлов
§2. Молекулярные J-агрегаты тиакарбоцианинового красителя в тонких плёнках
§3. Молекулярные J-агрегаты тиатрикарбоцианинбетаиновых
красителей в тонких плёнках
§4. Дисперсия оптических постоянных плёнок J-агрегатов красителей
4.1. Дисперсия оптических постоянных плёнок J-агрегатов органических красителей, измеренная методом спектральной эллипсометрии
4.2. Оптические постоянные плёнок J-агрегатов органических красителей, измеренные методом поляризационной рефлектометрии
§5. Выводы
Глава 4. Нелинейно-оптические свойства плёнок, измеренные методом четырехфотонного параметрического рассеяния (ЧПР)
§1. Вырожденное ЧПР в J-агрегатах PIC в тонких плёнках . . 188 §2. Невырожденное ЧПР в J-агрегатах PIC в тонких плёнках 192 §3. Размерные эффекты

Л-пика IV
г и7
ЛГИ' _ (1е1
- 1. (1.23)

Экситон в разупорядоченном агрегате не может быть делокализован на расстояние, превышающее N^l. Здесь индекс ” ТУ” указывает на способ получения информации о длине делокализации. Его достоинство по сравнению с методом, использующим эффект обменного сужения, состоит в том, что положение пика поглощения агрегата дает независимую информацию о величине энергии взаимодействия J молекул в агрегате, так что величина в правой части выражения (1.23) известна с хорошей точностью.
Зависимость (1.23) проверялась численным моделированием в работе [243], о котором подробнее изложено в работе [222]. В этих вычислениях рассматривались линейные агрегаты, состоящие из сотен молекул при вариации степени беспорядка. Кроме того, вводилась конечная однородная ширина линии Г (полуширина на полувысоте) с лоренцевской формой для индивидуального экситонного перехода. Для каждого значения а измерялась рассчитанная ширина У, затем по формуле (1.23) вычислялось N(^1 и сравнивалось с полученной Маа из вида рассчитанных волновых функций. Здесь с целью получения независимой информации о локализационных свойствах собственных состояний агрегата вводится степень локализации для состояния с энергией Е [119]:
= (Ее 6(Е - Ек))
Р( ) <£*(&, АЖЕ-Щ)’ (' )
где скобки (...) указывают усреднение по беспорядку. На основании того, что для к состояний в полностью упорядоченной цепочке Еп(^ы)4 = 2^щу, определяется "истинная"величина длины делокализации
N^1 = р{Ес) - 1, (1.25)
где значение Ес соответствует максимуму спектра поглощения.