Обобщенная аналитическая модель описания спектров поглощения света линейными молекулярными агрегатами

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Исследованы оптические свойства линейных агрегатов красителей, у которых дипольные моменты двух молекул мономера, образующих их элементарную ячейку, не лежат в одной плоскости с осью агрегата, а френкелевский экситон делокализован вдоль этой оси. Разработана аналитическая модель для описания поляризационных эффектов в спектрах поглощения света такими агрегатами. Показано, что характер их оптических спектров радикально отличается от изученного ранее случая линейных агрегатов с одной молекулой в ячейке. Построенная теория в качестве частного случая содержит простые формулы известной модели Давыдова-МакРея-Каша для обычных линейных агрегатов. Дано объяснение экспериментальных данных по спектрам поглощения агрегата красителя псевдоизоцианин бромида.

Об авторах

С. С. Моритака

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН

Email: vlebedev@lebedev.ru
119991, Москва, Россия

В. С. Лебедев

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: vlebedev@lebedev.ru
119991, Москва, Россия

Список литературы

  1. F. P. Garc'ia de Arquer, A. Armin, P. Meredith, and E. H. Sargent, Nat. Rev. Mater. 2, 16100 (2017).
  2. Q. Guo, R. Sekine, L. Ledezma, R. Nehra, D. J. Dean, A. Roy, R. M. Gray, S. Jahani, and A. Marandi, Nature Photon. 16, 625 (2022); https://doi.org/10.1038/s41566-022-01044-5.
  3. П. Тонкаев, Ю. Кившарь, Письма в ЖЭТФ 112, 658 (2020)
  4. P. Tonkaev and Y. Kivshar, JETP Lett. 112, 615 (2020); https://doi.org/10.1134/S0021364020220038.
  5. S. I. Azzam, A. V. Kildishev, R.-M. Ma, C.-Z. Ning, R. Oulton, V. M. Shalaev, M. I. Stockman, J.-L. Xu, and X. Zhang, Light: Sci. Appl. 9, 90 (2020); https://doi.org/10.1038/s41377-020-0319-7.
  6. А. С. Устинов, А. С. Шорохов, Д. А. Смирнова, Письма в ЖЭТФ 114, 787 (2021)
  7. A. S. Ustinov, A. S. Shorokhov, and D. A. Smirnova, JETP Lett. 114, 719 (2021); https://doi.org/10.1134/S0021364021240012.
  8. J. H. Kim, T. Schembri, D. Bialas, M. Stolte, and F. Wu¨rthner, Adv. Mater. 34, 2104678 (2021).
  9. B. I. Shapiro, A. D. Nekrasov, V. S. Krivobok, and V. S. Lebedev, Opt. Express 26, 30324 (2018).
  10. А. C. Давыдов, Теория молекулярных экситонов, Наука, М. (1968)
  11. A. S. Davydov, Theory of Molecular Excitons, Plenum Press, N.Y. (1971).
  12. E. G. McRae and M. Kasha, J. Chem. Phys. 28, 721 (1958); https://doi.org/10.1063/1.1744225.
  13. N. J. Hestand and F. C. Spano, Chem. Rev. 118, 7069 (2018); https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.7b00581.
  14. T. Brixner, R. Hildner, J. K¨ohler, C. Lambert, and F. Wu¨rthner, Adv. Energy Mater. 7, 1700236 (2017); https://doi.org/10.1002/aenm.201700236.
  15. O. Yakar, O. Balci, B. Uzlu, N. Polat, O. Ari, I. Tunc, C. Kocabas, and S. Balci, ACS Appl. Nano Mater. 3, 409 (2020); https://doi.org/10.1021/acsanm.9b02039.
  16. S. B. Anantharaman, J. Kohlbrecher, G. Rain'o, S. Yakunin, T. St¨oferle, J. Patel, M. Kovalenko, R. F. Mahrt, F. A. Nu¨esch, and J. Heier, Adv. Sci. 8, 1903080 (2021); https://doi.org/10.1002/advs.201903080.
  17. C. Wang and E. A. Weiss, Nano Lett. 17, 5666 (2017); https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.7b02559.
  18. F. Herrera and M. Litinskaya, J. Chem. Phys. 156, 114702 (2022); https://doi.org/10.1063/5.0080063.
  19. A. D. Kondorskiy, S. S. Moritaka, and V. S. Lebedev, Opt. Express 30, 4600 (2022); https://doi.org/10.1364/OE.446184.
  20. A. D. Kondorskiy and V. S. Lebedev, Opt. Express 27, 11783 (2019); https://doi.org/10.1364/OE.27.01178.
  21. D. Melnikau, P. Samokhvalov, A. S'anchez-Iglesias, M. Grzelczak, I. Nabiev, and Y. P. Rakovich, J. Lumin. 242, 118557 (2022); https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2021.118557.
  22. F. Wu, J. Guo, Y. Huang, Y. Huang, K. Liang, L. Jin, J. Li, X. Deng, R. Jiao, Y. Liu, J. Zhang, W. Zhang, and L. Yu, ACS Nano 15, 2292 (2021); https://doi.org/10.1021/acsnano.0c08274.
  23. A. D. Bailey, A. P. Deshmukh, N. C. Bradbury, M. Pengshung, T. L. Atallah, J. A. Williams, U. Barotov, D. Neuhauser, E. M. Sletten, and J. R. Caram, Nanoscale 15, 3841 (2023); https://doi.org/10.1039/D2NR05747F.
  24. D. M. Eisele, C. W. Cone, E. A. Bloemsma, S. M. Vlaming, C. G. F. van der Kwaak, R. J. Silbey, M. G. Bawendi, J. Knoester, J. P. Rabe, and D. A. Vanden Bout, Nat. Chem. 4, 655 (2012); https://doi.org/10.1038/nchem.1380.
  25. M.-J. Sun, Y. Liu, W. Zeng, Y. S. Zhao, Y.-W. Zhong, and J. Yao, J. Am. Chem. Soc. 141, 6157 (2019); https://doi.org/10.1021/jacs.9b0205.
  26. A. Weissman, H. Klimovsky, D. Harel, R. Ron, M. Oheim, and A. Salomon, Langmuir 36, 844 (2020); https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.9b0275.
  27. R. M. Hochstrasser and J. D. Whiteman, J. Chem. Phys. 56, 5945 (1972); https://doi.org/10.1063/1.1677140.
  28. J. Knoester, Int. J. Photoenergy 2006, 061364 (2006); https://doi.org/10.1155/IJP/2006/61364.
  29. K. Misawa, H. Ono, K. Minoshima, and T. Kobayashi, Appl. Phys. Lett. 63, 577 (1993); https://doi.org/10.1063/1.109954.
  30. T. Tani, M. Oda, T. Hayashi, H. Ohno, and K. Hirata, J. Lumin. 122-123, 244 (2007); https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2006.01.123.
  31. H. Fidder, Chem. Phys. 341, 158 (2007); https://doi.org/10.1016/j.chemphys.2007.06.016.
  32. C. Guo, M. Aydin, H.-R. Zhu, and D. L. Akins, J. Phys. Chem. B 106, 5447 (2002); https://doi.org/10.1021/jp025567b.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023