Проект 11

Исследование трансформации энергии электронного возбуждения в молекулярных системах, конденсированных на поверхностях твердых диэлектриков

Код проекта/Код ГРНТИ: № 1.3.06 ЕЗН.

Вид конкурса: Задание Рособразования.

Год начала: 2006.

Год окончания: 2010.

Руководители: Кучеренко М.Г., д.ф.-.м.н., проф.

Исполнители: Чмерева Т.М., Федоров Д.С., Степанов В.Н., Русинов А.П., Кручинин Н.Ю., Кислов Д.А., Дюсембаев Р.Н., Измоденова С.В., Климова Т.В., Царан В.И.

Основные результаты: Предложена математическая модель кинетики кросс-аннигиляции электронных возбуждений молекул кислорода и органических красителей, однородно распределенных по звеньям макромолекулы, адсорбированной на плоской поверхности твердого тела, или на стенках пористой наноструктуры. Произведен учет термодиффузии кислорода при формировании неоднородного температурного поля в приповерхностном слое или наноячейках. Выполнены расчеты температурной зависимости термодиффузионного фактора в модели газа Лоренца с учетом анизотропии межмолекулярного взаимодействия. Установлено, что несферичность потенциала не оказывает существенного влияния на величину термодиффузионного отношения для двухатомного газа, с параметрами, типичными для молекул, в модели Лоренца. Проведена оценка величины термодиффузионного эффекта и его влияния на кинетику долговременной люминесценции молекул красителей, связанных с адсорбированными полимерными цепями.

Исследована безызлучательная передача энергии электронного возбуждения между молекулами, адсорбированными поверхностью твердого тела, через виртуальные и реальные поверхностные экситоны. Получено аналитическое выражение для вероятности передачи энергии в единицу времени при участии виртуальных экситонов. Рассмотрен режим формирования безызлучательной передачи энергии к примесным центрам на поверхности в случае быстрой миграции виртуальных или реальных экситонов, приводящей к многократному изменению расстояния между центрами локализации возбуждений. Построена теоретическая модель кинетики кросс-аннигиляции "поверхностный экситон-Т-центр" – как зеркально-симметричная версия теории кросс-аннигиляции возбуждений кислородсодержащих объектов, адаптированная для системы квазичастиц.

Проведены эксперименты по влиянию биополимерных цепей на время жизни красителей ксантенового ряда. Установлено, что изменение полимерной матрицы при постоянной концентрации красителя влияет на время жизни возбужденного состояния люминофора. При этом:

• увеличение концентрации красителя эозина G в любой полимерной матрице сокращает время жизни возбужденного состояния люминофора;
• увеличение концентрации красителя эритрозина в любой полимерной матрице увеличивает время жизни возбужденного состояния люминофора. Использовались биополимеры, высаженные на стеклянные подложки: желатин, лизоцим, альбумин, гемоглобин и их смесь с поливиниловым спиртом.