CsPbBr_3钙钛矿/Pt杂化纳米结构中等离激元-激子耦合引起的发光猝灭和辐射速率减小

研究了半导体纳米粒子(SNPs)-金属纳米颗粒(MNPs)耦合导致的SNPs的发光强度猝灭和荧光寿命增强潜在的物理机制,并用传统F?ster共振能量传递(FRET)理论描述和分析实验结果。光致发光光谱(PL)和时间分辨光谱观测表明,SNPs的PL强度发生了明显的猝灭,荧光寿命从17.7 ns到30.8 ns延长了近2倍。这种杂化纳米结构表现出不同于杂化前各独立组分的新的协同相互作用光学性质。胶体化学使杂化SNP_SMNP纳米结构中SNP_S和MNP构成一个新的单元称为等离激子激元(Plexciton)或激子等离子激元(Excimon),这已在一系列杂化结构中被确认。基于泵浦-探测技术的飞秒瞬态吸收(TA)的实验结果证实了这种从激子-等离激元到等离激子的转换。实验结果分析表明,传统F?ster共振能量传递理论不能很好地描述实验结果,在金属存在的情况下,还需要对该理论进一步调整和改进。

准二维强耦合激子能量的温度依赖性

采用线性组合算符法和LLP变分法研究了晶格热振动和极化子效应对量子阱中激子与界面光学(IO)声子强耦合又与体纵光学(LO)声子弱、中耦合体系的基态和激发态的影响,推导出作为量子阱宽和温度函数的激子基态能量的移动和第一内部激发态能量的移动的表达式,以AgCl/AgBr/AgCl量子阱为例进行了数值计算.结果表明,由激子-IO声子强耦合所产生的激子基态能量移动和第一内部激发态能量移动随温度的升高而增大,而由激子-LO声子弱、中耦合所产生的激子基态能量移动和第一内部激发态能量移动随温度的升高而减小.

半导体中的激子-声子耦合:基本理论

半导体的物理性质很大程度受到激子-声子耦合的影响,共振拉曼光谱是一种研究激子-声子耦合的有力手段。文中首先介绍固体中的元激发(电子、声子、激子)以及电子(激子)-声子相互作用。随后介绍激子-声子相互作用对拉曼选择定则的影响,二维层状材料的层间振动模式,以及与电子-声子耦合相关的黄昆因子的理论。最后,介绍了基于激子-声子耦合的声子辅助荧光上转换光制冷和光学声子的可分辨边带拉曼制冷的基本理论。

温度和极化子效应对准二维强耦合激子基态的影响

采用Huybrechts线性组合算符和Lee-Low-Pines变换法研究了温度和极化子效应对量子阱中激子与界面光学声子强耦合又与体纵光学声子弱耦合体系基态的影响,推导出激子基态的诱生势和基态能量的移动的表达式.以AgCl/AgBr量子阱为例进行了数值计算,结果表明,由激子-界面光学声子强耦合所产生的激子基态的诱生势和基态能量的移动随温度的升高而增大,而由激子-体纵光学声子弱耦合所产生的激子基态的诱生势和基态能量的移动随温度的升高而减小.

一类混配型钌苯配合物的手征光学特性

手性钌配合物反应机理及手性构性关系的理论研究是一个重要课题。本工作中,用密度泛函方法研究了一类混配型钌苯配合物[RuBen(PPh_(3))_(2)(Phen)(L⁃Cys)]^(2+)(Phen=菲咯啉,L⁃Cys=L⁃半胱氨酸)的几何构型、电子结构和手征光学性质。计算拟合的电子圆二色(ECD)谱的峰形、符号与相对强度均与实验谱图吻合。各手征结构单元中,八面体内核的Λ/Δ⁃构型主导ECD曲线的分布,螯合环L⁃Cys的λ/δ折叠只影响吸收带的相对强度,而R/S手性碳的贡献极小。340 nm以上的吸收带由π→π*跃迁主导,混有部分Ru中心的d→d成分。340 nm以下有一强一弱2对谱带,分属于典型和非典型的激子耦合。二者对Λ⁃构型均表现为正的手性激子裂分。该特征可作为指认类似配合物绝对构型的参考判据。此外,通过与混配型无机钌配合物比较,讨论了二者手征光学特性的异同。

蛋白质中的Davydov孤子

文中介绍了描述蛋白质中能量传输的Davydov孤子机制,及其理论和实验方面的进展。

有机分子聚集体中振动分辨光谱的激子耦合效应（英文）

光谱是探究分子间相互作用及发光机理的有效手段.本工作采用Frenkel激子模型和量子力学/分子力学(QM/MM)方法系统研究了一系列聚集诱导发光(AIE)体系和传统荧光(非AIE)体系晶态下的吸收、发射光谱.结果表明,分子内电声子耦合(λ)与分子间激子耦合(J)竞争决定了晶态聚集体的光谱特性.在室温下,当J/λ值大于约0.17时,有机分子聚集体光谱的激子耦合效应将表现明显.例如,对于面对面排列的H聚集体,只有考虑激子耦合效应的理论计算光谱才与其实验光谱吻合很好,即相较于单分子光谱的吸收蓝移、发射减弱并红移.对于AIE体系,因为其J/λ值均小于0.17,AIE聚集体光谱特征主要是由分子内电声子耦合所主导,激子耦合可以忽略不计.

光系统Ⅰ(PSI)反应中心的激子耦合

运用点偶极、单极跃迁电荷和跃迁密度等经典库仑作用的方法,考察了叶绿素a分子间面心距和错位结构等因素对激子耦合的影响.结果表明,当分子间距大于分子尺寸时,上述三种方法得到的结果基本一致;但当分子间距小于分子尺寸时,点偶极方法将明显高估激子耦合,跃迁密度的方法更适合计算分子间的激子耦合.此外,还使用上述方法计算了光系统Ⅰ(PSI)反应中心叶绿素a分子间激子耦合.结果表明,用跃迁密度计算PSI晶体结构(1jb0.pdb)P700的激子耦合为75.3cm?1,而QM-MM优化的结构P700(ecA1-ecB1)的激子耦合为23.8cm?1,这与考虑Dexter交换项的全对角化方法的结果(20cm?1)一致,进而说明PSI反应中心并不是传统的P700强激子耦合对,而是ecA1-ecB2和ecB1-ecA2对强耦合二聚体构成的二聚体对.

重组别藻蓝蛋白三聚体结构与功能

以基因重组别藻蓝蛋白三聚体为材料,利用原子力显微镜观察到了单分子重组别藻蓝蛋白三聚体的纳米级分辨率的三维图像(短轴约为1.5 nm,长轴约为15 nm的盘状颗粒),与通过透射电子显微镜和X射线晶体衍射得到的天然APC三聚体的圆盘状结构的尺寸十分接近.通过测量荧光发射光谱、吸光光谱和圆二色光谱,对自组装重组别藻蓝蛋白三聚体的正确组装进行了证实.获得了较宽pH范围内的紫外光区(190~250 nm)和可见光区(450~750 nm)圆二色谱数据,通过紫外光区圆二色谱解析,确定了a螺旋是重组别藻蓝蛋白三聚体二级结构的主要组成部分.可见光区圆二色谱解析为别藻蓝蛋白三聚体中存在藻蓝胆素激子耦合对,以及耦合体内以激子分裂进行能量传递提供了证据.本文结果进一步证实,与天然别藻蓝蛋白三聚体相比较,基因重组别藻蓝蛋白三聚体有正确的能量传递功能.

俄发现量子点发光强度倍增方法

俄罗斯国立核研究大学的科学家们在国际科学团队的支持下发现了使量子点的发光强度倍增的方法。研究人员认为,该发现将大大提高将量子点用于显示器及光学量子信息技术领域的吸引力。这一发现近日发表在《物理化学快报》上。光致发光量子点目前被广泛应用于LED和显示器制造领域,而且也是量子信息技术领域量子发射器的基础。上述研究工作的主要作者、国立核研究大学研究员维克多·克里文科夫表示,这种效应是在研究薄膜混合材料中等离子体-激子耦合时发现的。