Кинетика распада возбужденного синглетного состояния в пленках рубрена с образованием пар Т-экситонов. Механизм и проявление миграции экситонов

Проведен анализ кинетики распада (расщепления) синглетного возбужденного состояния \({\text{S}}_{1}^{*}\) молекул рубрена на пару триплетных (Т) экситонов в его пленках. В анализе кинетика описывалась в терминах кинетики спада флуоресценции (КСФ) из \({\text{S}}_{1}^{*}\)-состояния – \({{p}_{s}}\left( t \right)\). Последняя, как известно, существенно контролируется процессами диффузионной миграции и аннигиляции Т-экситонов. Рассмотрены две модели миграции: модель двух состояний (МДС), трактующая эффект миграции как результат переходов между [TT]-состоянием связанных экситонов (на малых Т–Т-расстояниях r) и [T+T]-состоянием мигрирующих экситонов (на больших r), а также модель свободной миграции (МСМ), пренебрегающая эффектом [TT]-состояния. В рамках МДС и МСМ получены выражения для \({{p}_{s}}\left( t \right)\), использованные далее при описании КСФ \(p_{s}^{{exp}}\left( t \right)\), измеренной в аморфных пленках рубрена. Показано, что в исследованном диапазоне времен: 0.4–200 нс, МДС воспроизводит поведение \(p_{s}^{{exp}}\left( t \right)\) заметно точнее, чем МСМ. При бóльших \(t \gtrsim {{10}^{3}}\,\,{\text{{\cyrn}{\cyrs}}}\) предсказывается заметное различие (\( \gtrsim {\kern 1pt} 25\% \)) между \(p_{s}^{{exp}}\left( t \right)\) и МСМ-вариантом \({{p}_{s}}\left( t \right)\), лежащее за пределами ошибки измерения \(p_{s}^{{exp}}\left( t \right)\) (\( \lesssim \)3%).