氰化给体中分子间相互作用促进的全小分子光伏混合物的超快电子转移（英文）

氰基取代被认为是优化全小分子有机太阳能电池性能的可行方法.然而,氰基取代对太阳能电池中电荷产生动力学的影响仍未得到探索.本文光谱研究表明,在全小分子太阳能电池中,氰化给体中增强的分子间电荷转移相互作用会显著促进共混物中的电子转移.实验发现,在氰基取代给体中,分子间相互作用引起的离域激发,在混合物中会进行超快电子转移.相比之下,在没有氰基取代的给体中剩余的局域激发态,并没有积极参与电荷分离.此发现很好地解释了为何氰化取代给体的共混物器件的性能会得到提升,表明可以通过调控分子间相互作用、来优化全小分子器件性能.     

低能电子冲击下,混合有机分子薄膜中苯对正己烷离解的作用

本文报导了苯与正已烷二元有机混合吸附薄膜在低能电子(<50eV)轰击下正已烷的原位离解,研究了苯的加入对正已烷离解的影响及作用机制。发现苯增加了正已烷的离解,这种现象由苯与正已烷分子间的激发转移予以解释。     

环糊精衍生物与钴/镍卟啉衍生物组成的超分子体系的电子转移反应研究

合成了两类新型的单尾卟啉-5-(4-(ω-(1-金刚胺基)烷氧基)苯基)-10,15,20-三苯基钴／镍卟啉(CoPCnA,NiPCnA)做为电子给体,并用荧光光谱研究这两类化合物与作为电子受体的环糊精衍生物单-6-氧-(对硝基苯甲酰基)-环糊精(NBCD)在水溶液中的相互作用．观察到由光诱导电子转移反应引起的荧光淬灭,表明所合成的卟啉衍生物和NBCD组成稳定的超分了体系,并测定了详细的动力学淬灭常数和包合常数．     

Sequence Dependent Ultrafast Electron Transfer of Nile Blue in Oligonucleotides

In this contribution we report studies on the nature of binding of nile blue (NB), a well known DNA intercalating drug, with three synthetic DNA oligonucleotides, (CGCAAATTTGCG)₂, (GCGCGCGCGCGC)₂ and (ATATATATATAT)₂. The nature of fluorescence quenching of the ligand upon complexation with the DNAs has been studied using steady state and picosecond-resolved optical spectroscopic techniques. The geometrical restriction on the probe in the DNA microenvironment is measured using picosecond-resolved rotational anisotropy measurements. Our experiments identify both non-specific electrostatic and intercalative modes of interaction of the probe with the DNAs at lower and higher DNA concentrations, respectively. This dual nature of binding is also confirmed through gel electrophoresis experiments. The nature of electron transfer (ET) reaction of GC base pairs with intercalated NB has also been explored. Competitive binding study reveals that binding affinity of the probe is higher with SDS micelles than with the DNAs within its structural integrity in presence of the micelles, as evidenced from circular dichroism (CD) measurements. The complex rigidity of NB with various DNAs and its fluorescence quenching with DNAs elucidate a strong recognition mechanism between NB and DNA.     

1.7 MeV电子辐照对CdTe太阳电池电流传输特性影响的图谱分析

研究了1.7 MeV的电子辐照对具有Anti-radiation glass/ITO/ZnO/CdS/CdTe/ZnTe/ZnTe∶Cu/Ni结构的碲化镉多晶薄膜太阳电池器件性能的影响。 抗辐照玻璃的使用, 有效防止了普通玻璃受辐照后性能变化对测试结果的影响。 利用光、 暗I-V, C-V, QE, AS等测试手段, 分析了包括开路电压、 短路电流、 转换效率在内的电池性能。 通过对比研究暗电流密度、 分析了辐照对电池电流传输特性的影响。 辐照后短路电流下降很大, 电池效率明显降低。 反向饱和电流密度有所增加, 表明太阳电池的pn结特性受到损伤, 而二极管理想因子几乎不变, 说明太阳电池电流的输运机制未发生了变化。 量子效率曲线证明是由于太阳电池结区损伤影响了光生载流子的收集。 辐照使载流子浓度下降为原来的40.6%。 导纳谱研究最终发生辐照会引入Cd2+缺陷能级, 其位置为Et-Ev=(0.58±0.02)eV, 俘获截面为1.78×10-16 cm2, 表明辐照会影响光生载流子的产生, 增加了载流子复合的概率, 使得反向暗电流增大, 最终导致电池的短路电流衰减。     

苯硝化反应中电子转移反应重组能的计算

提出了重组能的量子化学算法 ,在用CISD/6 31G基组水平上 ,得到苯硝化反应中反应物及过渡态的结构 .并计算了各自交换电子转移反应以及交叉电子转移反应的重组能 ,同实验重组能进行了比较 .计算用了Gaus sian 94程序 .从重组能的角度分析了苯硝化反应 .结果表明 ,对于NO2 + +NO2 →NO2 +NO2 + 的自交换电子转移反应 ,重组能较大 ,结论为 :在芳烃硝化反应中 ,存在以NO2 + 为氧化剂的电子转移步骤的可能性很小 ,而从动力学的角度上 ,用NO+ 作反应的氧化剂更有可能 .     

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．     

黄素体系电子转移过程光谱研究

黄素类物质在生物体内广泛存在,是许多电子转移反应的活性中心,也是电子传递链的重要组成部分。其受到光照激发后引起的电子转移,是许多生命过程的基础与起始步骤。特别地,一种名为隐花色素的黄素蛋白在光激发后经一系列电子转移形成自旋相关自由基对,被认为是最有可能的生物磁敏物质,更使黄素体系电子转移过程的动力学,特别是自旋动力学过程倍受关注。对黄素电子转移过程及相关机理进行研究,有助于厘清多种生命过程的化学机理与影响因素。为此,科学界综合运用了多种仪器与测试手段,其中主要包括紫外-可见光谱,荧光光谱,瞬态吸收光谱,光化学诱导动态核极化（Photo-CIDNP）技术等。通过多年的研究,对黄素在生物体内的作用机理与电子转移过程的认识经历了由浅入深,不断深入的过程。紫外-可见光谱（UV-Vis）主要用于研究黄素系统中的电子激发,自旋动力学和电子转移。结合理论计算,UV-Vis还可以识别电子转移中涉及的基团并进行定量分析。荧光光谱可以识别电子受激发的物质,在反应过程中观察黄素和半醌中间体的产生和消耗,并确定其氧化还原和质子化状态。瞬态吸收光谱适于观测反应过程中出现的短寿命物种,其中飞秒泵浦探测技术的引入大大提高了观测的时间分辨率,并且可以通过光谱特征区分单重态和三重态的自由基对。光化学诱导动态核极化核磁共振（NMR）可以直接观察电子-核自旋动力学过程。磁场依赖性photo-CIDNP NMR揭示了控制单重态与三重态互变的因素,并提出了生物地磁导航可能依赖的化学机制。腔吸收与单分子光谱的运用,从技术上提高了实验装置的灵敏度并降低检测限。主要介绍黄素体系电子转移过程研究所运用的各种光谱手段与取得的成果,并展望其未来。     

Effect of the third component on charge transfer character in ternary organic solar cells with a cascade-type electronic structure

By incorporating a third component into the host donor/acceptor organic components, we theoretically investigate the effects of its electronic structure and spatial location on charge transfer character. It is found that both of the two factors can modulate the distribution of transferred charges, and thus change the role of the third component in charge transfer (i.e., electron donor or acceptor). The binding energy of the formed charge transfer (CT) state is also determined by the two factors. Especially, we find an optimized spatial location of the third component, at which the binding energy of the formed CT state has a minimum value. It suggests that charge separation can be promoted. These findings will provide us a clear direction on how to optimize the electronic structure and spatial location of the third component to further improve the charge transfer and separation in ternary organic solar cells.     

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.     

Solvent Reorganization Energy and Electronic Coupling for Intramolecular Electron Transfer in Biphenyl-Acceptor Anion Radicals

基于非平衡溶剂化理论和连续介质模型修改了GAMESS中的相关程序,实现了电子转移溶剂重组能的数值计算. 采用修改后的程序计算得到了联苯-雄甾烷-萘和联苯-雄甾烷-菲这两个体系电子转移的溶剂重组能约为60 kJ/mol. 这个结果与实验拟合值符合的很好. 利用线性反应坐标与Koopmans定理计算了电子转移耦合矩阵元,结果与实验拟合值有可比性.     

人工模拟捕光天线分子中超快能量转移的瞬态荧光测量

利用飞秒时间分辨瞬态荧光光谱仪测量苝四甲酰二亚胺三聚体内的超快荧光淬灭过程. 观察到因能量转移而导致的单体荧光的快速衰减,这一过程的时间常数约为0.82 ps.