类胡萝卜素的激发态动力学与单线态裂变

我们描述了在类胡萝卜素神经孢子素(neurosporene)光激发进入“亮”(标称$1^1B_u^+$)态后其激发态的动力学模拟。我们在$\pi$-共轭电子的UV模型上采用自适应tDMRG方法，并使用Ehrenfest运动方程模拟耦合核动力学。为考虑标称$1^1B_u^+$与$2^1A_g^-$态在Franck-Condon点相对能量排序的实验和理论不确定性，我们考虑了两组参数。两种情况下均存在从“亮”态到“暗”单线态三重态对态的超快内转换。我们通过计算瞬态吸收将预测与实验可观测量直接联系起来。对于直接的$1^1B_u^+$到$2^1A_g^-$内转换情况，我们表明在约2 eV处的主导跃迁接近但能量低于$T_1$到$T_1^*$跃迁，可归因于$S_1$的$2^1A_g^-$分量。此外，我们表明 responsible for this transition 的是$2^1A_g^-$态的电荷转移激子分量，而非其三重态对分量。接下来我们讨论了“亮”到“暗”态内转换的微观机制，强调这是通过两态的激子分量发生的。最后，我们描述了“暗”态的强束缚链内三重态对可能发生链间放热解离的机制。我们预测这只有在分子基态发生扭曲时才有可能。此处计算的方法学基础在我们的伴文《使用密度矩阵重整化群技术对类胡萝卜素光激发态的动力学模拟》(D. Manawadu, D. J. Valentine, and W. Barford, J. Chem. Theo. Comp. (2023))中予以说明。