Спектроскопическое исследование фотофизических процессов в структурах нанопористое стекло - адсорбированные сложные молекуляры

• Автор: Гордеева, Юлия Анатольевна
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с. : ил.

Глава 1. ФОТОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ МЕЖДУ МОЛЕКУЛАМИ
СЛОЖНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В РАСТВОРАХ И ПОРИСТЫХ
СТЕКЛАХ (литературный обзор)
§1.1. Структурные характеристики пористых стекол
§ 1.2. Адсорбционные свойства пористых стекол
§1.3. Перенос энергии электронного возбуждения
§ 1.4. Ассоциация молекул красителей
§1.5. Длительные процессы свечения. Фосфоресценция
Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
§2.1. Объекты исследования
§2.2. Постановка эксперимента по исследованию процессов переноса
энергии
§2.3.Постановка эксперимента по исследованию кинетики
люминесценции
§2.4. Постановка эксперимента по исследованию процессов ассоциации
§2.5. Постановка эксперимента по исследованию полярности окружения
Глава 3. ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ ПОРИСТЫХ СТЕКОЛ НА ФОТОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В СИСТЕМЕ ПОРИСТОЕ СТЕКЛО -АДСОРБИРОВАННЫЕ МОЛЕКУЛЫ
§3.1. Исследование процессов переноса энергии электронного возбуждения в
матрице пористого стекла
§3.2. Анализ взаимодействия адсорбированных в пористом стекле молекул красителей. Метод моментов

§3.3. Кинетическая модель процессов триплет-триплетной аннигиляции в
нанопорах
§3.4. Исследование транспорта энергии электронного возбуждения методом
триплет-триплетной аннигиляции
§3.5. Фрактальные свойства длительной люминесценции органических соединений в пористых стеклах с разными размерами пор
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЯ СЛОЖНЫХ МОЛЕКУЛ В ПОРИСТЫХ СТЕКЛАХ В ОСНОВНОМ И ВОЗБУЖДЕННОМ СОСТОЯНИИ
§4.1. Исследование ассоциации молекул красителей различного типа в
матрице пористого стекла
§4.2. Изменение формы молекул при адсорбции
§4.3.Исследование полярности и эксимерообразования методом люминесцентного зонда
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Изучение фотофизических процессов, и в первую очередь энергетического обмена адсорбированных молекул в низкоразмерных системах, является одной из важных задач современной молекулярной физики, оптики и спектроскопии. Это объясняется как значимостью такого рода процессов в природных системах, так и растущими практическими применениями таких молекулярных систем для регистрации информации, в качестве активных сред и элементов управления лазерных систем и др.
Все большее применение в прикладной оптике получают микрокомпозиционные матричные материалы на основе мелкопористого силикатного стекла, причем особое внимание уделяется оптическим материалам на основе пористых стекол (ПС) с адсорбированными в порах различными молекулами, в том числе - молекулами красителей. Эффективное использование таких материалов возможно в квантовой электронике и прикладной оптике, в первую очередь, в качестве активных сред твердотельных перестраиваемых лазеров [1, 2]. В настоящее время пористые стекла (ПС) также получают применение в качестве адсорбентов (для адсорбции влаги из воздуха), носителей катализаторов (в химических реакциях по очистке бензина, выхлопных газов в автомобилях), полупроницаемых мембран (для разделения жидких и газовых смесей) [3]. Перспективно использование ПС в электротехнике (после пропитки соответствующими металлами или сплавами) для создания сверхпроводящих в высоком критическом магнитном поле материалов. Однако недостаточная изученность процессов межмолекулярного энергетического обмена при адсорбции молекул поверхностью твердого тела препятствует более широкому использованию указанных материалов и сдерживает синтез новых материалов с заданными свойствами. Представления, привлекаемые для анализа сложных молекулярных систем, базируются на предположении их

Механизм возникновения ЗФ типа Е можно объяснить следующим образом. За счет термической активации молекул, находящихся на триплетном уровне Ті, происходит их переход на более высокие колебательные уровни этого состояния (Ті*), с которых, за счет интеркомбинационной конверсии, молекула переходит в первое возбужденное синглетное состояние Б].
ЗФ Р-типа возникает в ходе триплет-триплетного переноса энергии возбуждения между молекулами (триплет-триплетной аннигиляции (ТТА)). В. Л. Ермолаев показал, что ТТА осуществляется по обменно-резонансному механизму в результате образования контактных комплексов, состоящих из двух триплетных молекул, в результате чего одна из них оказывается в возбужденном синглетном состоянии.
Интенсивность ЗФ Е-типа линейно зависит от концентрации триплетных молекул. Интенсивность ЗФ Р-типа пропорциональна квадрату концентрации триплетных молекул [53].
Дезактивация триплетного состояния многоатомных молекул в жидких растворах обусловлена протеканием ряда мономолекулярных и бимолекулярных процессов. К последним относятся ТТА и тушение молекулами в основном состоянии.
По сравнению с процессом флуоресценции (ТфЛ~10‘9 с) и фосфоресценции (ГфОС~10'4-102 с) внутренняя конверсия успевает завершиться значительно быстрее (гс~1(Г10 -10'13 с). Колебательная релаксация синглетных и триплетных уровней также происходит за время ~10’13 с. Так как переходы Б] - Т| происходят между состояниями, близкими по энергии, скорость интеркомбинационной конверсии должна быть сравнима со скоростью внутренней конверсии, однако в силу запрета этого перехода по спину, его константа скорости оказывается ~10"7 с. Следовательно, эти переходы могут конкурировать с процессами флуоресценции. Внутренняя конверсия Ті - Б і