分子中的三重態(tài)在許多實際應用中都發(fā)揮著重要作用,從磷光材料到光動力療法,甚至是光伏太陽能電池。呈現(xiàn)三重態(tài)光化學性質(zhì)的新材料正在不斷開發(fā)中,了解其三重態(tài)的壽命和能量轉移過程是其設計和優(yōu)化的基本要求。在此我們簡單的介紹如何利用瞬態(tài)吸收光譜來研究和理解分子的光激發(fā)三重態(tài)的性質(zhì)。
三重態(tài)是具有兩個不成對電子且在不同分子軌道中具有平行自旋的電子態(tài)。Closed-shell
分子的基態(tài)具有單重態(tài)(與自旋對相反),其三重態(tài)處于較高能量下。圖 1 顯示了 Jablonski
圖,它代表了經(jīng)典分子結構的不同能級以及三重態(tài)產(chǎn)生和失活的機理?;鶓B(tài) S0 具有兩個占
據(jù)其成鍵軌道(B)的電子。激發(fā)一個電子進入反鍵(AB)軌道,使該分子進入其第一激發(fā)
單重態(tài) S1。選擇規(guī)則允許具有相同自旋多重性的狀態(tài)之間的轉換(單重態(tài)–單重態(tài)或三重
態(tài)–三重態(tài)),但單重態(tài)–三重態(tài)轉變是禁阻的。在某些情況下,分子可能會發(fā)生系間竄越,
到達較低的三重態(tài)(T1),含有重原子和順磁性物質(zhì)的分子會促進這種系間竄越。
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