光致分子间电子转移-受体分子结构对转移速率的影响

本文利用超快时间分辨瞬态光栅光谱技术研究了受体分子结构对光致分子间电子转移速率的影响,以罗丹明101和罗丹明6G在苯胺中的溶液作为研究样品. 苯胺到两种染料分子之间的前向电子转移时间常数以及后续的从染料分子到苯胺的反向电子转移时间常数可以被测得. 结果表明无论是前向电子转移还是反向电子转移,罗丹明6G都较罗丹明101进行得更快. 通过量子化学计算以及后续分析,发现更具柔性的罗丹明6G分子和苯胺之间具有更强的分子间电子耦合从而导致更大的分子间电子转移速率.     

十二烷基苯磺酸钠胶束中吖啶橙与罗丹明6G间的能量转移机理研究

以吖啶橙(AO)与罗丹明6G(R6G)为例讨论了胶束介质中碱性荧光染料间相互作用的机理。在十二烷基苯磺酸钠水溶液中,吖啶橙与罗丹明6G染料分子间相互作用发生有效能量转移。在不同温度下,通过对能量转移体系研究,初步证明吖啶橙与罗丹明6G间发生能量转移引起吖啶橙的荧光猝灭为静态猝灭过程。通过热力学参数的计算,得出能量转移体系的结合力主要为静电引力。同时也对转移体系的能量转移效率,结合位点数和结合距离进行了计算。     

罗丹明101染料的光谱特性研究

观测了罗丹明101染料在甲醇和酸性甲醇溶液巾的稳态吸收、稳态荧光和时间分辨荧光光谱,得到了吸收与荧光光谱的特征信息以及荧光寿命;通过拉曼光谱、红外光谱和密度泛函理论计算,对罗丹明101染料分子的振动模式进行了指认.研究结果全面系统地表征了罗丹明101染料的光谱特征以及分子结构和振动信息,为罗丹明101染料在染料敏化太阳能电池和生物荧光标记等方面的应用研究提供了依据.     

碳量子点/罗丹明B分子复合体系中的能量和电子转移过程研究（英文）

本文采用荧光光谱结合稳态和瞬态吸收光谱技术,研究了碳量子点(CQDs)/罗丹明B(RhB)分子复合体系o-CQDs/RhB和mCQDs/RhB中的能量转移和电子转移过程以及它们之间的关系.研究发现在能量转移效率为73.2%的o-CQDs/RhB体系中,电子转移过程可以忽略;而在能量转移效率低于33.5%的m-CQDs/RhB体系中,电子转移过程则较为显著.在这个由碳量子点和染料分子组成的典型复合体系中所揭示的能量转移与电子转移过程之间的内联关系,将为与激子猝灭相关的应用提供有用的视角.     

碳量子点/罗丹明B分子复合体系中的能量和电子转移过程研究

本文采用荧光光谱结合稳态和瞬态吸收光谱技术,研究了碳量子点(CQDs)/罗丹明B(RhB)分子复合体系o-CQDs/RhB和m-CQDs/RhB中的能量转移和电子转移过程以及它们之间的关系. 研究发现在能量转移效率为73.2%的o-CQDs/RhB体系中,电子转移过程可以忽略;而在能量转移效率低于33.5%的m-CQDs/RhB体系中,电子转移过程则较为显著. 在这个由碳量子点和染料分子组成的典型复合体系中所揭示的能量转移与电子转移过程之间的内联关系,将为与激子猝灭相关的应用提供有用的视角.     

有机分子隔离层对机械抛光金属银表面的罗丹明6G荧光增强效应的影响

采用物理吸附法,在机械抛光纯银表面引入对巯基苯胺(p-Amiothiophenol,PATP)分子充当隔离层,运用激光光谱学方法研究隔离层对位于银表面附近的罗丹明6G(Rh6G)分子的荧光增强效应影响。实验结果表明,未经PATP分子修饰的机械抛光金属衬底对Rh6G分子表现为猝灭效应,而经过PATP分子修饰后的银表面对Rh6G分子的荧光发射具有增强效应。根据局域表面等离子共振及辐射能量转移模型对实验观测所得结果进行了分析研究,结果表明,PATP有机分子隔离层的引入有效地减小了荧光分子与金属衬底之间的无辐射能量速率,提高了荧光辐射强度。     

激光闪光光解研究二羟基蒽醌和腺嘌呤/胞嘧啶的电子转移反应

采用纳秒时间分辨的激光闪光光解技术研究了乙腈/水混合溶液中二羟基蒽醌和腺嘌呤或胞嘧啶之间的电子转移反应. 在355 nm紫外光作用下,经由系间窜跃产生的三重态二羟基蒽醌与两碱基分别发生电子转移反应,其中碱基作为典型的电子给体. 基于测量到的反应瞬态中间体的动力学淬灭速率,两个反应过程被认为分步进行,先电子转移之后发生质子转移反应. 通过研究表观淬灭速率与两个碱基浓度的依赖关系,分别得到了两个双分子间电子转移反应的速率常数,分别是9.0×10⁸ L/(mol·s) (胞嘧啶)、3.3×10⁸ L/(mol·s) (腺嘌呤).     

光致电子转移对Alizarin敏化TiO_2纳米粒子Raman光谱特性的影响

结合理论和实验研究了茜素Alizarin(Alz)染料敏化TiO2纳米粒子体系的光致电子转移对Alz Raman光谱特性的影响.结果表明:Alz染料敏化TiO2纳米粒子吸收光谱的红移和荧光光谱的淬灭归因于从被吸附的Alz染料分子激发态和电荷转移复合物(Alz/TiO2)到TiO2纳米粒子导带的光致电子转移;超快光致界面电子的转移有效地增强了被吸附在界面处Alz染料分子的C=C键伸展振动、C=O羧基伸展振动和C-O键伸展振动.     

调制光/电作用下染料敏化太阳电池中电荷传输和界面转移研究

详细讨论了染料敏化太阳电池(DSC)在稳态光照射或外加偏压下电荷的传输和转移过程,以及在调制光/电作用下电池的频率响应特点.通过电化学阻抗谱、光电化学阻抗谱、强度调制光电流谱和强度调制光电压谱等四种频谱光电测试手段,对DSC中TiO₂薄膜电子传输和界面转移的相关时间常数进行测量.详细分析和比较了电荷的传输及转移过程对时间常数的影响.结果表明,在低光强或低偏压下电荷传输和转移过程对时间常数影响较小,但在高光强或高偏压下对电子寿命影响明显.     

基于银掺杂钠钙玻璃的荧光染料自发辐射增强

本文通过离子交换和后续热处理的方法在钠钙玻璃中引入Ag纳米颗粒, 并将Ag掺杂的钠钙玻璃作为衬底增强了钠钙玻璃和荧光染料罗丹明6G(R6G)的荧光辐射。Ag纳米颗粒的表面等离激元散射增强了掺杂玻璃的荧光, 而R6G的增强荧光辐射则源于掺杂玻璃与荧光染料之间的辐射共振能量转移。     

光诱导呫吨酮电子转移和氢转移反应的激光闪光光解研究

用时间分辨激光闪光光解的方法研究了在乙腈溶剂中呫吨酮的激发三重态的性质，并得到了呫吨酮激发三重态和胺类、醇类以及酚类反应的瞬态吸收光谱和猝灭速率常数(kq)．除了苯胺和3-硝基苯胺被认为是能量转移外，呫吨酮和其余胺类的反应随着自由能变的减校lgkq逐渐增大，由此认为发生了电子转移反应．而对于二甲基-对甲苯胺、3,5,N,N-四甲基苯胺、N,N-二甲基苯胺、三乙胺来说，通过瞬态吸收光谱的变化可以知道既有电子转移反应又有氢转移反应发生．呫吨酮和醇类只发生氢转移反应，其猝灭速率常数和醇的?-C?H的键能有关．由     

异质结中桥分子电子转移的飞秒激光控制研究

以染料分子通过桥分子吸附在半导体表面所组成的异质结为研究对象, 用一维约化振动模型研究了异质结中桥分子电子转移的飞秒激光优化控制过程,分别对单个桥分子和两个并列桥分子连接的异质结系统的电子传输及飞秒激光控制做了仔细的计算和讨论,理论上分析了桥分子的存在对异质结中超快电子转移路径的影响. 关键词： 飞秒激光 优化控制 异质结电子转移     

机械抛光铜金属表面对罗丹明的荧光增强效应

应用激光光谱学方法,研究了铜表面Rh6G分子的荧光增强效应对于金属衬底表面所形成的氧化层的依赖关系,探索了由于空气氧化而形成的氧化层在表面荧光增强效应中的重要意义和作用机理.实验采用罗丹明6G荧光探针分子,在532 nm连续光激发下,研究机械抛光铜金属衬底在经历不同氧化时间,对吸附其表面的Rh6G分子的荧光增强效果.研究结果表明,适当控制金属样品表面的氧化时间,金属铜表面对若丹明分子的荧光发射表现出猝灭和增强效应.金属氧化层起到了隔离荧光分子与金属表面的作用,减弱了由于激发态荧光分子向金属转移非辐射能量和在金属表面诱导反向偶极子而产生的荧光猝灭效应,从而提高了纯金属铜表面荧光增强辐射行为.因此在微纳金属衬底的荧光增强效应研究中,采用适当的实验手段,精确控制隔离层间距,是表面增强光谱获取的重要途径之一.     

虚时间分裂算符方法研究溶剂电子转移动力学

在Sumi-Marcus理论中，采用虚时间分裂算符方法研究电子转移动力学．此方法具体应用于计算嗪-1和N,N-二甲基苯胺分子之间的电子转移速率常数．通过计算得到的两种反应物态的平均速率常数和一个长时间的速率常数，揭示了不同的sink函数时的电子转移动力学．在数值模拟过程中还发现了一些新的电子转移特性．     

机械抛光铜金属表面对罗丹明的荧光增强效应

应用激光光谱学方法,研究了铜表面Rh6G分子的荧光增强效应对于金属衬底表面所形成的氧化层的依赖关系,探索了由于空气氧化而形成的氧化层在表面荧光增强效应中的重要意义和作用机理.实验采用罗丹明6G荧光探针分子,在532nm连续光激发下,研究机械抛光铜金属衬底在经历不同氧化时间,对吸附其表面的Rh6G分子的荧光增强效果.研究结果表明,适当控制金属样品表面的氧化时间,金属铜表面对若丹明分子的荧光发射表现出猝灭和增强效应.金属氧化层起到了隔离荧光分子与金属表面的作用,减弱了由于激发态荧光分子向金属转移非辐射能量和在金属表面诱导反向偶极子而产生的荧光猝灭效应,从而提高了纯金属铜表面荧光增强辐射行为.因此在微纳金属衬底的荧光增强效应研究中,采用适当的实验手段,精确控制隔离层间距,是表面增强光谱获取的重要途径之一.     

罗丹明6G/MCM-41纳米复合物的发光蓝移

介孔分子筛MCM-41具有规则排列的纳米量级的孔道，可以作为宿主封装其他材料。利用这一性质，将激光染料罗丹明6G分子封装在介孔分子筛MCM-41中形成了纳米复合物。用透射电镜、小角度X射线衍射和荧光光谱等方法对纳米复合物的性质进行了分析。用波长为480nm的光对纳米复合物进行激发，得到的发光峰为531nm。与无限稀罗丹明6G乙醇溶液的发光峰相比，这一发光峰有15nm的蓝移和明显的宽化。我们认为当罗丹明6G分子封装在MCM-41的介孔中时，罗丹明6G分子与介孔分子筛孔道表面分子之间存在较强的相互作用(包括氢键、静电吸引等)，导致电子云被局域在具有较强吸引力的分子筛表面原子周围。引起激发态能量升高，发光峰蓝移。     

从捕光天线到反应中心分子能量传递研究

利用飞秒时间分辨光谱技术研究了PSⅡ中捕光天线LHCⅡ内Chla分子和β-Car分子传递光能到反应中心的时间特性,实验测得Chla分子用了25 ps,β-Car分子用了250 ps.理论研究得出:25 ps是相邻Chl分子之间随机转移传能的时间常数,250 ps是LHCⅡ内相邻β-Car分子,通过Chla分子单步FÖrster共振传递、Dexter电子交换机制、激子转移把能量转移到反应中心的总时间.理论计算与实验结果基本符合,激子随机转移传递激发能快而有效.     

苯胺及掺杂态苯胺低聚物结构的密度泛函理论研究

采用基于密度泛函理论的计算方法,研究了苯胺低聚物及盐酸、对甲苯磺酸掺杂苯胺低聚物的几何结构和电子结构.结果表明,质子酸掺杂使苯胺低聚物分子链上醌环中C-C单、双键交替的性质被削弱,同时链间C=N键长明显增大.掺杂位上链间C-N-C键角增大,相邻环间的扭转角减小,分子链的共面性有所改善.与盐酸掺杂对比,对甲苯磺酸掺杂更利于电子从环内向链间转移,理论上可更好地改善聚苯胺材料的导电性能.     

5(6)羧基荧光素敏化TiO2纳米粒子的光致电子转移的荧光特性研究

通过水解TiCl₄制备了锐钛矿结构TiO₂纳米粒子, 并用时间分辨荧光光谱研究了5(6)CFL(5(6)-Carboxyfluorescein, 简称5(6)CFL)染料敏化TiO₂纳米粒子体系的光致电子转移动力学. 5(6)CFL染料敏化TiO₂纳米粒子能形成电荷转移复合物, 这归因于染料分子的激发电子态波函数Ψ(D^*)与电荷分离态波函数Ψ(D⁺ +e^-)之间的耦合作用. 当激发5(6)CFL染料敏化TiO₂纳米粒子体系时, 电子以两种不同方式注入TiO₂纳米粒子导带: 第一, 通过5(6)CFL染料分子的激发态注入; 第二, 从电荷转移复合物(5(6)CFL/TiO₂)直接注入. 时间分辨荧光光谱表明, 在水溶液中纯5(6)CFL染料的荧光以寿命为τ₁=41 ps (74.4%) 和τ₂=3.22 ns (25.6%) 的双e指数衰减, 而5(6)CFL染料敏化TiO₂纳米粒子体系的荧光分别以时间常数为τ₁=44 ps (90.4%), τ₂=478 ps (8.6%) 和τ₃=2.41 ns (1.0%) 的三e指数衰减. 本文的研究工作能够为染料敏化太阳能电池的光致电子转移机理提供有价值的参考.     

不同构型罗丹明分子拉曼光谱的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论研究了罗丹明6G、罗丹明123和罗丹明B分子的拉曼光谱. BP86泛函计算的罗丹明系列分子的阳离子在气相中的拉曼光谱与相应的分子在水溶液中的实验光谱符合很好. 结果显示氯离子以及氢键的引入对罗丹明B分子的拉曼光谱有较明显的影响,该影响可以部分地解释罗丹明B分子在水溶液中和在金表面上拉曼光谱的不同. 精确描述罗丹明分子在金属表面的表面增强拉曼光谱,需要考虑由界面相互作用而导致的变化.