功能化石墨烯中的 F"orster 诱导能量转移
介观与纳米尺度物理
2015-01-20 v1
摘要
碳纳米结构是分子功能化的理想基底，因为它们由单原子层组成，从而对其周围环境的变化表现出非凡的敏感性。功能化开辟了一个具有定制特性的混合纳米结构新研究领域。在此，我们以苝分子功能化的石墨烯这一典型混合材料为例，呈现了基底 - 分子相互作用的微观视图。最近在类似系统上进行的初步实验表明，激发能从吸附分子到碳基底的转移极其高效——这一过程在高效光伏器件以及生物医学成像和传感方面具有巨大的应用潜力。迄今为止，尚无基于微观理论的解释来说明观察到的能量转移。基于第一性原理计算，我们明确研究了不同的转移机制，揭示了 F"orster 耦合的关键重要性。由于石墨烯中高效的库仑相互作用，我们获得了量级为 1/fs 的强 F"orster 速率。我们研究了其对基底 - 分子距离 R 的依赖性，并描述了动量转移 q 对高效能量转移的影响。此外，我们发现由于涉及的强局域化轨道函数之间的重叠消失，Dexter 转移机制可以忽略不计。所获得的见解适用于各种碳基混合纳米结构。
引用
@article{arxiv.1403.4399,
title = {F\"orster-induced energy transfer in functionalized graphene},
author = {Ermin Malic and Heiko Appel and Oliver T. Hofmann and Angel Rubio},
journal= {arXiv preprint arXiv:1403.4399},
year = {2015}
}