β-胡萝卜素分子的黄琨因子的温度特性

β-胡萝卜素具有光采集、光防护功能, 又是重要的光电材料, 它在外场下的分子结构和性能变化既有理论意义也有应用价值。测量了β-胡萝卜素在环己醇中68～26 ℃温度范围内的紫外-可见吸收、拉曼光谱。实验结果表明随着温度的降低, 黄琨因子和碳碳键每个振动模的电子-声子耦合常数减小, 紫外-可见吸收光谱红移, 碳碳键拉曼散射截面增加。用线性链状多烯分子的“相干弱阻尼电子-晶格振动模型”、“有效共轭长度模型”等理论给予了解释。随着温度的降低，β-胡萝卜素分子的热无序减小，分子结构有序性增加，π电子离域扩展，有效共轭长度增加，导致紫外-可见吸收光谱红移和强的拉曼活性。相干弱阻尼电子-晶格振动增强，使碳碳键拉曼散射截面增加。引用带有量纲的电子-声子相互作用常数，既可以与黄昆因子建立关系式，计算出碳碳键每个振动模的数值，也可以表征分子的有效共轭长度，π电子离域程度及拉曼散射截面的大小等。