science >> Wetenschap >  >> Chemie

Endotherme ladingsoverdracht bemiddelt ondiepe afstandsafhankelijke triplet-energiemigratie

een schematische weergave van de begin- en eindtoestanden en tussenliggende endotherme CT-toestanden. 3D*-A en D-3A* zijn de begin- en eindtoestanden, respectievelijk, terwijl D−-A+ en D+-A− de mogelijke toestanden van endotherme ladingsoverdracht (CT) zijn. De rode en blauwe pijlen geven de spins van de elektronen in de donor en acceptor aan, respectievelijk. b Gecoördineerde (lagere) versus endotherme CT-gemedieerde (bovenste) TET-mechanismen getekend in reactiecoördinaatdiagrammen. Let daar op, hoewel niet beschouwd in de originele formule van Dexter, de begin- en eindtoestanden in gecoördineerde TET kunnen worden gemengd met virtuele CT-toestanden (superuitwisseling). De elektronische koppelingsmatrixelementen (|VTET|) voor gecoördineerde en endotherme CT-gemedieerde TET worden uitgedrukt in termen van donor- en acceptorgolffuncties, waarbij D en A staan ​​voor donor en acceptor en LU en HO staan ​​voor de laagste onbezette en hoogste bezette moleculaire orbitalen, respectievelijk. Credit: Natuurcommunicatie (2021). DOI:10.1038/s41467-021-21561-1

Onlangs, een onderzoeksgroep onder leiding van prof. Wu Kaifeng van het Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) ontdekte dat endotherme ladingsoverdracht-gemedieerde triplet-energieoverdracht (TET) een nieuw mechanisme is met ondiepe afstands- afhankelijkheid.

Deze studie is gepubliceerd in Natuurcommunicatie op 9 maart

De onderzoekers onderzochten TET van colloïdale CdSe-kwantumdots (QD's), met systematisch gevarieerde ZnS-schaaldiktes, aan het oppervlak verankerde antraceen moleculen.

Tijdsopgeloste spectroscopiemetingen toonden geen bewijs voor anthraceenkation- en/of anionvorming, exclusief exotherme ladingsoverdracht (CT)-gemedieerde tripletmigratie.

De TET-snelheid nam af met toenemende ZnS-schaaldikte, met snelheidsverzwakking die duidelijk de trend van de waarschijnlijkheidsdichtheid van gaten op QD-oppervlakken volgt in plaats van het product van de waarschijnlijkheidsdichtheid van elektronen en gaten. Deze waarneming bewees een endotherme gat-overdracht-gemedieerd mechanisme.

Temperatuurafhankelijkheid van de overdrachtssnelheid bevestigde verder het proces van endotherme gatenoverdracht. De ondiepe afstandsafhankelijkheid van endotherme CT-gemedieerde TET maakte efficiënte tripletmigratie mogelijk via donor-acceptorscheiding buiten Dexter- of superuitwisselingsparadigma's.