Динамика экситонов в молекулярных J-агрегатах

• Автор: Щеблыкин, Иван Геннадьевич
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с.

Содержание
Введение
Гл.1 Обзор современного состояния проблемы
Гл.2 Спектральные свойства «1-агрегатов красителей ТБС и ТШАТв §2.1 Различные типы агрегатов и их свойства §2.2 Методика приготовления образцов агрегатов типа 13 §2.3 Квантовый выход люминесценции 1з-агрегатов красителя ТН1АТ8 при комнатной температуре и температуре жидкого азота (77К)
§2.4 Выводы к Гл
Гл. 3. Давыдовское расщепление экситонной зоны «1-агрегатов красителей ТОС и ТН1АТ8
§3.1 Введение
§3.2 Молекулярные экситоны в одномерном кристалле с двумя
молекулами в элементарной ячейке. Гамильтониан кристалла §3.3 ¥-модель агрегатной цепочки: расчет энергетического спектра и направления дипольных моментов экситонных переходов §3.4 Давыдовские компоненты в спектре поглощения и люминесценции 1-агрегатов красителя ТНТАТБ
3.4.1. Спектр поглощения
3.4.2. Поляризация люминесценции
3.4.3. Линейный дихроизм поглощения во вращающейся кювете
§3.5 Радиационное время жизни экситона в 1-агрегатах с двумя молекулами в элементарной ячейке. Оценка когерентной длины экситона в 1-агрегатах красителя ТШАТБ §3.6 Теория спектра возбуждения анизотропии люминесценции в рамках ¥-модели элементарной ячейки и внутризонного поглощения §3.7 Спектр возбуждения анизотропии люминесценции 1-агрегатов
красителя ТБС при температуре 77К. Сравнение с теорией. Расчет угла между дипольными моментами переходов молекул в рамках У-модели агрегата §3.8 Выводы к Гл

Гл.4 Особенности люминесцентных состояний молекулярных <Г-агрегатов.
§4.1 Введение
§4.2 Неоднородность спектра анизотропии люминесценции .1-агрегатов красителя ТНТАТЯ §4.3 Термо-активируемая неоднородность спектра люминесценции .1-агрегатов красителя ТБС §4.4 Выводы к Гл
Гл.5 Экситон-экситонная аннигиляция и некогерентная миграция
экситонов в .(-агрегатах красителя ТШАТв
§5.1 Введение
§5.2 Особенности экспериментального изучения синглетной экситон-экситонной аннигиляции §5.3 Кинетика затухания люминесценции агрегатов при различной интенсивности возбуждающего света §5.4 Зависимость квантового выхода люминесценции от интенсивности возбуждающего света.
§5.5 Деполяризация люминесценции при аннигиляции экситонов. Степень упорядоченности агрегатных кластеров §5.6 Выводы к Гл
Заключение
Приложения
А Экспериментальное оборудование Б Измерения спектров анизотропии люминесценции
В Конструкция устройства для вращения кюветы, применявшееся для получения анизотропных образцов 1-агрегатов в растворе и предотвращения их деградации под действием света Г Установка коррелированного счета одиночных фотонов
Д Предотвращение и учет деградации Г-агрегатов под действием света Литература

Некоторые сокращения и обозначения, используемые в тексте
J-переход -оптический переход в состояние экситонной зоны с минимальной энергией («дно» зоны)
Н-переход -для агрегата с двумя молекулами в элементарной ячейке соответствует оптическому переходу в состояние экситонной зоны с максимальной энергией («потолок» зоны)
М , d, Р -дипольный момент оптического перехода;
к -волновой вектор экситона, номер экситонного состояния;
FWHM -полная ширина спектральной линии на ее полувысоте
В -полуширина экситонной зоны
V -энергия резонансного взаимодействия между молекулами в агрегате
Nc -когерентная длина экситона
WEG -смесь воды и этиленгликоля в объемном соотношении 3:2
г , AJI -степень анизотропии люминесценции
TDC, THIATS, PIC, BIC, TDBC - обозначения красителей ТНА -точка нулевой степени анизотропии люминесценции.

§3.2. Молекулярные экситоны в одномерном кристалле с двумя молекулами в элементарной ячейке. Гамильтониан кристалла
В данном параграфе, следуя книге А.С.Давыдова [6](Гл.2, §3-: §5), будут кратко изложены основные результаты теории молекулярных экситонов, которые понадобятся в дальнейшем для интерпретации экспериментального материала. В большинстве случаев оригинальные обозначения сохранены.
Для двух молекул в элементарной ячейке одномерной цепочки (Рис.9) экситонный гамильтониан имеет вид:
Н - £ Н„,а + 2 V„ amf
п,а n,a,m,ß

где п и ш номера элементарных ячеек цепочки, а а,р =1,2 - номера молекул внутри элементарной ячейки. НГца - оператор энергии молекулы (п,а), учитывающий возможные деформации молекулы в цепочке, обусловленные ее нерезонансным взаимодействием с окружением , Уп/,тр - оператор резонансного взаимодействия между молекулами (п,а) и (ш, Р) , Штрих над знаком суммы означает отсутствие члена с п = ш одновременно с а=р ( молекула сама на себя не действует). Резонансное взаимодействие V считается малым по сравнению с энергией перехода мономера, поэтому будем пользоваться теорией возмущений.
Рис.9 Молекулярный кристалл с двумя молекулами в элементарной ячейке.
' Vп,а,ш,Р
Введем обозначения :
<р°па , (р{а - собственные функции оператора //„,«, Ео ,Ef- его собственные значения т.е. волновые функции и энергии молекулы в основном и возбужденном состоянии