"Спин-селективное взаимодействие триплетно-возбужденных молекул на поверхности ферромагнитной наночастицы. "
DOI:
https://doi.org/10.31489/2022No4/5-16Ключевые слова:
триплет-триплетная аннигиляция, ферромагнитная наночастица, неоднородное магнитное поле, магнитный эффектАннотация
Изучено влияние магнитного поля, генерируемого ферромагнитной наночастицей, на аннигиляцию триплетно-возбужденных органических молекул или триплетных экситонов в приповерхностном слое частиц. Представлена подробная математическая модель, учитывающая диффузионную подвижность электронного возбуждения и геометрию системы. Кинетический оператор задан в полном базисе 9х9 спиновых состояний триплет-триплетной пары. Получены временные зависимости заселенности синглетного спинового состояния триплет-триплетной пары и зависимость профиля магнитного отклика при триплет-триплетной аннигиляции (эффект магнитной реакции) от индукции магнитного поля. Обнаружено, что влияние градиента магнитного поля на выход реакции доминирует над другими известными механизмами спин-динамики в триплет-триплетных парах.
Библиографические ссылки
"1 Nidya Ch., Ting-Yi Ch., Ping-Tsung H., Ten-Chin W., Tzung-Fang G. The triplet-triplet annihilation process of triplet to singlet excitons to fluorescence in polymer light-emitting diodes. Organic Electronics, 2018, Vol.62, pp.505-510. https://doi.org/10.1016/j.orgel.2018.06.021
Bin H., Yue W., Zongtau Zh., Sheng D., Jian Sh. Effects of ferromagnetic nanowires on singlet and triplet exciton fractions in fluorescent and phos-phorescent organic semiconductors. Applied Physics Letters, 2006, Vol. 88, pp. 022114. https://doi.org/10.1063/1.2162801
Toshihiro Sh. Effect of High Magnetic Field on Organic Light Emitting Diodes. Organic Light Emitting Diode – Material, Process and Devices, 2011, pp. 311-322. https://doi.org/10.5772/20743
Qiaohui Zh., Miaomiao Zh., Yaxiong W., Xiaoguo Zh., Shilin L., Song Zh., Bing Zh. Solvent effects on the triplet–triplet annihilation upconversion of diiodo-Bodipy and perylene. Physical Chemistry Chemical Physics, 2017, Vol. 19, pp. 1516-1525. https://doi.org/10.1039/C6CP06897A
Kolosov D.A., Deryabin M.I. Kinetics of annihilation of triplet excitations and decay of delayed fluorescence for isolated 1,12-benzoperylene pairs. Journal of Applied Spectroscopy, 2011, Vol. 78, No. 4, pp. 601-604. https://doi.org/10.1007/s10812-011-9504-z
Samusev I.G., Bruchanov V.V., Ivanov A.M., Labutin I.S., Loginov B.A. Heterogeneous triplet-triplet annihilation of erythrosine and anthracene molecules on a fractal anodized aluminum surface. Journal of Applied Spectroscopy, 2007, Vol. 74, No. 2, pp. 230-236. https://doi.org/10.1007/s10812-007-0036-5
Zarezin A.B., et al. Study of photophysical processes involving organic dye molecules and superparamagnetic nanoparticles in thin polymer films. Kazan science, 2011, No. 4, pp. 10-13. [in Russian]
Kim H., Weon S., Kang H., et al. Plasmon-Enhanced Sub-Bandgap Photocatalysis via Triplet–Triplet Annihilation Upconversion for Volatile Organic Compound Degradation. Environmental Science & Technology, 2016, Vol. 50, No. 20, pp. 11184-11192. https://doi.org/10.1021/acs.est.6b02729
Poorkazem K., Hesketh A.V., Kelly T.L. Plasmon-Enhanced Triplet–Triplet Annihilation Using Silver Nanoplates. The Journal of Physical Chemistry C, 2014, Vol. 118, No.12, pp. 6398-6404. https://doi.org/10.1021/jp412223m
Uemura T., Furumoto M., Nakano T., et al. Local-plasmon-enhanced up-conversion fluorescence from copper phthalocyanine. Chemical Physics Letters, 2007, Vol. 448, pp. 232-236. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2007.09.084
Hervald A.Yu., Gritskova I.A., Prokopov N.I. Synthesis of magnetic-containing polymer microspheres. Success of chemistry, 2010, Vol. 79, No. 3, pp. 249-260. [in Russian]
Bronstein L.M., Sidorov S.N., Walecki P.M. Nanostructured polymer systems as nanoreactors for the formation of nanoparticles. Success of chemistry, 2004, Vol. 73, No. 5, pp. 542-558. [in Russian]
Mamoru M., Yuri Ya., Tadashi N., Kazuhisa Ya. Anomalous Pore Expansion of Highly Monodispersed Mesoporous Silica Spheres and Its Application to the Synthesis of Porous Ferromagnetic Composite. Chemistry of Materials, 2008, Vol. 20, No. 14, pp. 4777-4782. https://doi.org/10.1021/cm702792e
Jinwoo L., Sunmi J., Yosun H., Je-Geun P., Hyun Min P., Taeghwan H. Simple synthesis of mesoporous carbon with magnetic nanoparticles embedded in carbon rods. Carbon, 2005, Vol. 43, No. 12, pp. 2536-2543. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2005.05.005
Kucherenko M.G., Neyasov P.P. Features of spin dynamics and annihilation of triplet molecular excitations in nanoreactors with ferromagnetic particles. Chemical Physics and Mesoscopy, 2018, Vol. 20, No. 1, pp. 33-48. [in Russian]
Heer W.A. de, Knight W.D., Chou M.Y., Cohen M.L. Electronic Shell Structure and Metal Cluster. Solid State Physics, 1987, Vol. 40, pp. 93-181. https://doi.org/10.1016/S0081-1947(08)60691-8
Afanas'ev A.M., Suzdalev I.P., Gen M. Ya., et al. Investigation of super-paramagnetism of ferromagnetic particles by Mossbauer spectroscopy. Soviet Physics Jetp, 1970, Vol. 31, No. 1, pp. 65-69.
Amulyavichu A.P., Suzdalev I.P. Investigation of the superparamagnetic properties of ultrafine iron particles by Mossbauer spectroscopy. Zh. Eksp. Teor. Fiz,. Vol. 64, pp. 1702-1711."
