叶黄素聚集体吸收光谱的实验分析与理论模拟

分子聚集体表现出单分子所不具备的特有功能,利用吸收光谱对聚集体分子结构特性的研究是理解其电子和能量转移功能的基础。实验中利用紫外-可见分光光度计,检测了叶黄素在乙醇溶液中的单体吸收谱和在1∶1乙醇水溶液中的聚集体吸收谱。并通过对叶黄素单体吸收谱的高斯分解,获得了激发态的振动能级结构参数。理论上采用时间相关函数描述的吸收谱线和Frenkel激子模型,通过模拟单分子吸收光谱,获得了叶黄素分子的激发能、特征模振动频率、Huang-Phys因子等参数。再利用这些参数进行了聚集体分子光谱的模拟,分析了叶黄素聚集体的分子结构影响光谱变化的原因。结果表明,(1)分子间的相互作用是决定吸收光谱峰位移动的主要原因,实验中叶黄素H-聚集体的吸收光谱较单体蓝移了77nm,模拟显示相互作用在2 000cm-1附近;(2)聚集体分子个数越多,聚集协作效应越大,吸收光谱半高宽变小,同时吸收峰进一步蓝移;(3)环境的无序度对吸收光谱的半高宽也存在较大的影响,无序度越大,吸收光谱半高宽越大。实验结果为进一步研究聚集体在生物系统和材料系统中的功能提供了理论依据。

分子聚集体的光谱模拟

采用Frenkel激子理论研究了一维线性和二维人字形分子聚集体的吸收和发射光谱.通过引入激子离域长度的概念,将聚集体与单分子的光谱线形函数联系起来.计算的光谱结果表明,聚集体的光谱与分子在聚集体中的排列紧密相关.分析了一维J聚集光谱发生红移以及二维人字形分子聚集体吸收光谱形成J和H激子谱带的内在原因.模拟得到的聚集体的吸收和发射光谱与实验结果一致.

表面环境对量子限域材料非线性光学性质的影响

超微粒子的电子和光学性质的研究受到越来越多的人们的关注,当粒子尺寸相当于或小于它的相应体相的玻尔半径时,超微粒子由于量子尺寸效应,介电效应和表面效应的影响,其电子和光学性质将发生明显的变化。在这样小的尺度范围内。

BaF_2中V_k心的ESR谱分析

电子自旋共振(ESR)实验间接表明,γ射线辐照能在室温下在BaF2微晶中产生Frenkel激子这样的元激发,此元激发受热在150℃以下消失。γ射线辐照使BaF2微晶中F-离子上的2P电子跃迁到外层轨道,并与2P轨道的空穴形成紧束缚的电子-空穴对——Frenkel激子。激子中的电子受热脱离F原子,这种晶格上的F0是ESR可探测的顺磁色心点缺陷——Vk心。受γ射线辐照的BaF2微晶中含有Frenkel激子,受热时Frenkel激子湮灭。Vk心增多的现象。

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.