УДК 535.37
Куликова О.И., Желудкова Т.В., Солодунов В.В.
Кинетика замедленной флуоресценции органических молекул в Н.-парафинах при 77 К и ее математическая модель
В работе приведены результаты исследования кинетики затухания замедленной флуоресценции 1,2-бензпирена в додекане и коронена в н.-октане при 77 К. Показано, что причиной неэкспоненциального характера кинетики является статистический разброс константы скорости триплет-триплетной аннигиляции. Предложена математическая модель, удовлетворительно описывающая затухание замедленной флуоресценции данных систем.
Введение
Замедленная флуоресценция твердых растворов, возникающая при аннигиляции триплетных возбуждений, находит широкое применение как метод для изучения межмолекулярных взаимодействий, а так же структурных особенностей окружения. Возникновение возбужденного синглетного состояния при аннигиляции триплетных возбуждений требует эффективного сближения центров, когда межмолекулярные обменные интегралы достаточно велики. Это может быть реализовано в неупорядоченных или частично-неупорядоченных средах (стеклах, примесных кристаллах, полимерах, сорбентах), вследствие чего характер распределения примесных молекул отражает структуру матрицы.
Как показывает анализ литературы, приведенный в [1], спектр замедленной флуоресценции практически во всех системах совпадает со спектром обычной флуоресценции, а затухание всегда является неэкспоненциальным. Однако причины, обуславливающие неэкспоненциальность, и, соответственно, законы, описывающие кинетику процесса, существенным образом зависят от структуры матрицы и концентрации примеси.
Авторами работ [2,3] изучена аннигиляционная замедленная флуоресценция ароматических углеводородов в стеклах. Неэкспоненциальное затухание замедленной флуоресценции объясняется на основе образования молекулярных пар, в которых и происходит аннигиляция. Вводится функция распределения триплетно-возбужденных пар по их размерам. Авторами трактуется, что пары разного размера должны вносить вклад в аннигиляционую замедленную флуоресценцию на различных временных интервалах. Это означает, что скоростной коэффициент для реакции триплет-триплетной аннигиляции меняется со временем. Установлен степенной закон затухания замедленной флуоресценции
, , (1)
который хорошо описывает кинетику на ранних стадиях.
Багничем С.А. с соавторами [4,5] и в работе [6] показано, что при увеличении концентрации активатора возникают условия для транспорта энергии, и в этом случае кинетика аннигиляционной замедленной флуоресценции определяется фрактальными свойствами системы, по которой происходит миграция возбуждений до момента их аннигиляции. Закон затухания замедленной флуоресценции определяется как
,, (2)
где p(t) – плотность триплетных возбуждений, h определяется топологией системы.
Как показывает анализ экспериментальных данных для различных неупорядоченных сред, величина h не всегда остается постоянной на всех стадиях процесса затухания замедленной флуоресценции.
В работах [7,8] впервые получены тонкоструктурные спектры (квазилинейчатые) замедленной флуоресценции в системах Шпольского. ............
