Квазистационарное приближение для анализа геминальной и бимолекулярной стадий распада синглетного экситона на пару триплетов в молекулярных полупроводниках

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В работе исследована точность квазистационарного приближения для описания кинетики распада синглетного (S1*) возбужденного состояния на пару триплетных (Т) экситонов, обратная ТТ-аннигиляция (ТТА) которых контролирует особенности поведения кинетики распада в молекулярных полупроводниках. Исследование проводилось в широком диапазоне времен: и малых, характерных для геминальной стадии ТТА, и больших, типичных для бимолекулярной ТТА. Предложены простые модели процессов, анализ которых показал хорошую точность формул, полученных в рамках квазистационарного приближения, при описании кинетики распада. Также установлена высокая точность интерполяционных формул для кинетических функций, которые объединяют выражения, описывающие кинетику на различных стадиях распада. Предложенные формулы позволили заметно упростить описание экспериментальных результатов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. И. Шушин

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: shushin@chph.ras.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Miyata K., Conrad-Burton F.S., Geyer F.L. и др. // Chem. Rev. 2019. V. 119. P. 4261. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.8b00572
  2. Casanova D. // Chem. Rev. 2018. V. 118. P. 7164. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.7b00601
  3. Smith M. B., Michl J.// Annu. Rev. Phys. Chem. 2013. V. 64. P. 361. https://doi.org/10.1146/annurev-physchem-040412-110130
  4. Merrifield R. E.//J. Chem. Phys. 1968. V. 48. P. 4318. https://doi.org/10.1063/1.1669777
  5. Suna A. // Phys. Rev. B. 1970. V. 1. P. 1716. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.1.1716
  6. Shushin A. I. // J. Chem. Phys. 2022. V. 156. P. 074703. https://doi.org/10.1063/5.0078158
  7. Bossanyi D. G., Sasaki Y., Wang S. // Mater. Chem. C. 2022. V.10, P. 4684. https://doi.org/10.1039/d1tc02955j
  8. Ветчинкин А. С., Уманский С. Я., Чайкина Ю. А. и др. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 9. С. 72. https://doi.org/10.31857/S0207401X22090102
  9. Шушин А. И., Уманский С. Я., Чайкина Ю. А. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 7. С. 86. https://doi.org/10.31857/S0207401X23070178
  10. Шушин А. И., Уманский С. Я., Чайкина Ю. А. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 12. С. 75. https://doi.org/10.31857/S0207401X23120105 .
  11. Уманский С. Я., Адамсон С. О., Ветчинкин А. С. и др. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 4. С. 31. https://doi.org/10.31857/S0207401X23040143
  12. Ryansnyanskiy A., Biaggio I. // Phys. Rev. B. 2011. V. 84. P. 193203. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.84.193203
  13. Barhoumi T., Monge J. L., Mejatty M. и др. // Eur. Phys. J. B. 2007. V. 59. P. 167.
  14. Piland G. B., Burdett J. J., Kurunthu D. и др. // J. Phys. Chem. 2013. V. 117. P. 1224. https://doi.org/10.1021/jp309286v
  15. Pilland G. B., Burdett J. J., Dillon R. J. и др. // J. Phys. Chem. Lett. 2014. V. 5. P. 2312. https://doi.org/10.1021/jz500676c
  16. Shushin A. I. // Chem. Phys. Lett. 1985. V. 118. P. 197. https://doi.org/10.1016/0009-2614(85)85297-0
  17. Shushin A. I. // J. Chem. Phys. 1991. V. 95. P. 3657. https://doi.org/10.1063/1.460817
  18. Shushin A. I. // J. Chem. Phys. 1992. V. 97. P. 1954. https://doi.org/10.1063/1.463132
  19. Steiner U. E., Ulrich T. // Chem. Rev. 1989. V. 89. P. 514. https://doi.org/10.1021/cr00091a003
  20. Shushin A. I. // Chem. Phys. Lett. 2017. V. 678. P. 283. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2017.04.068
  21. Shushin A. I. // J. Chem. Phys. 2019. V. 151. P. 034103. https://doi.org/10.1063/1.5099667
  22. Shushin A. I. // Chem. Phys. Lett. 2023. V. 811. P. 140199. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2022.140199

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Сравнение точной зависимости кинетической SF-функции y() = () от безразмерного времени  = krs t, полученной путем численного решения уравнений в рамках простой кинетической модели (3) – линии, с приближенно рассчитанными функциями (точки) с использованием интерполяционной формулы (14) для трех наборов параметров модели: , и ka, определенных в (10), (11). Использованные три набора параметров, обозначенных в виде векторов , и соответствующие полученные функции y() = ()] можно представить как q1 = (0.2, 0.001, 0.1) – сплошные линии и кружки, q2 = (0.1, 0.001, 0.04) – штриховые линии и треугольники, q3 = (0.1, 0.001, 0.01) – штрих-пунктирные линии и квадраты.

Скачать (28KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Сравнение экспериментальной SF-кинетики [7] (кружки), измеренной в пленках, содержащих наночастицы рубрена с полной кинетической SF-функцией y(t), рассчитанной с использованием интерполяционной формулы (24). Штриховой линией показана также характерная геминальная кинетическая функция yg(t), рассчитанная в пренебрежении миграцией Т-экситонов, т.е. для вышеупомянутых параметров диффузионной модели, но при e = 0 (см. разд. 2 и 3). Функция y(t) рассчитывалась с единственным подгоночным параметром: nsil 3 = 3.2 · 10–4. Величина kd = 10–5 нс приведена в работе [7]. Остальные же параметры были ранее найдены при анализе геминальной кинетики SF-процессов обычных пленок рубрена [14, 15]: krs = 0.37 нс,1.7.

Скачать (22KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025