高旋态动力学与三体-介导发射在分子内单光子分裂中的作用
材料科学
2025-10-01 v2 化学物理
摘要
在分子系统中观测到高旋态具有广泛的应用前景，涵盖从光电子学到量子信息以及单光子分裂（singlet fission, SF）。三体态和三体态在 SF 系统中发挥着关键作用，因而需要精确监控和控制其自旋动力学。分子内 SF（intrasystem singlet fission, iSF）中的自旋态尤其值得关注，但将这些系统调控以控制三体乘法路径尚未广泛研究。此外，虽然该领域的研究聚焦于通过三体路径导致的光致发射，但通过三体态发射的发射路径仍鲜有探索。本文采用一套独特的自旋敏感技术来调查多肟苯己噻嗪（diphenylhexatriene, DPH）单元的二聚体和三聚体中的高旋态形成和发射。我们证明所有这些寡聚体中均形成纯粹的三体态，高旋态通过三体态的光致发射在室温下主导滞后荧光。对于三体形成，我们区分了弱交换耦合三体对的能力与三体际系统跃迁（intersystem crossing, ISC）导致效率降低的路径，确定 Me-(DPH) 为唯一表现为专属所需 SF 路径的寡聚体。相反，线性 (DPH) 和 (DPH) 显示额外的或专属的通过 ISC 的三体路径。我们的全面分析提供了关于分子内单光子分裂系统中高旋态形成、控制和发射的详细探讨。
引用
@article{arxiv.2410.07891,
title = {High-Spin State Dynamics and Quintet-Mediated Emission in Intramolecular Singlet Fission},
author = {Jeannine Grüne and Steph Montanaro and Thomas W. Bradbury and Ashish Sharma and Simon Dowland and Alexander J. Gillett and Sebastian Gorgon and Oliver Millington and William K. Myers and Jan Behrends and Jenny Clark and Akshay Rao and Hugo Bronstein and Neil C. Greenham},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.07891},
year = {2025}
}