表面光开关分子双折射弛豫的动力学蒙特卡洛模拟

最近的实验表明，在光开关染料 Methyl-Red 分子的致密单分子层中，初始双折射的弛豫遵循幂律衰减，这是类玻璃动力学的典型特征。这种缓慢的弛豫可以通过用圆偏振光照射单分子层来有效控制和加速，从而诱导反式-顺式异构化循环。为了阐明微观机制，我们建立了一个二维分子模型，其中反式和顺式异构体分别用直针和弯针表示。与实验系统相同，这些针允许旋转和形成重叠，但不能平移。针的非平衡旋转动力学通过动力学蒙特卡洛模拟产生。我们证明，在高密度和低温状态下，幂律弛豫可归因于旋转动力学中时空关联的形成，即动态异质性。我们还表明，近各向同性的顺式异构体能够阻止单分子层中动态异质性的形成，此时弛豫变为指数形式。