Tóm tắt

Hiện tại, các thiết bị ngày càng trở nên cực kỳ tương ứng và cần phải phát triển các ống dẫn sóng quang phân tử nano (các đoạn truyền ánh sáng gần như không bị rò rỉ) để nhận ra sự vận chuyển ánh sáng hiệu quả và để làm rõ động lực truyền quang Để phân tích hành vi exciton chi tiết trong một vật liệu phân tử, một thiết kế phân tử được yêu cầu xác định định hướng, căn chỉnh và khoảng cách của mỗi vị trí thuốc nhuộm nơi các excitons chấm dứt Tuy nhiên, các nghiên cứu trước đây đã không đạt được sự phát triển của các chuỗi phân tử đáp ứng các điều kiện này

110750_111109

Kết quả nghiên cứu này là ngày 4 tháng 2 năm 2025 (giờ địa phương)Được xuất bản trực tuyến trên tạp chí bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái học Truyền thông tự nhiênđã được thực hiện

Mô tả chi tiết

Bối cảnh nghiên cứu

Trong những năm gần đây, vì các thiết bị đang được yêu cầu được thu nhỏ và tiết kiệm năng lượng, một trong những mục tiêu cuối cùng của các nhà bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái học là phát triển các thiết bị siêu nhỏ ở quy mô phân tử khó đạt được với các vật liệu vô cơ như silicon Cụ thể, ánh sáng đang thu hút sự chú ý như các tín hiệu truyền thông tin và năng lượng để điều khiển các thiết bị quy mô nanomet và sự phát triển của các ống dẫn sóng quang phân tử có thể vận chuyển ánh sáng là mong muốn

Đi bộ ngẫu nhiên để phân tích hành vi của các exciton di chuyển (nhảy) trong chuỗi polymer trong 50 năm qua^{(Lưu ý 2)}Mô hình đã được áp dụng Phổ phân giải thời gian sử dụng laser siêu nhanh ở đây^{(Lưu ý 3)}là động lực học exciton (thường là picoseconds (10^-12Sec)), thang thời gian của các hiện tượng quan sát được giới hạn trong hiệu suất của laser và máy dò Hơn nữa, trong các polyme thông thường, sự liên kết tương đối, định hướng và khoảng cách giữa các phân tử thuốc nhuộm, là các vị trí của các exciton, không được xác định và độ không đảm bảo của cấu trúc này đã ngăn chặn mô hình định lượng và phân tích hiện tượng di cư exciton

Sáng kiến ​​này

Nhóm nghiên cứu này cung cấp phức hợp kẽm dipyrine phát quang^{(Lưu ý 4)}, chúng tôi đã tổng hợp thành công một nhóm chuỗi phân tử một chiều gọi là "Nanochains" xác định chính xác định hướng, sắp xếp và khoảng cách của vị trí dipyrine sắc tố (Hình 1) Nanochains là trái phiếu phối hợp^{(Lưu ý 5)}Chơi chuỗi chính Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã làm cho nó có thể cách ly các nano từ 1 đến 16 hạt nhân bằng cách thiết kế cấu trúc của các vị trí phức tạp một cách chặt chẽ

excitons được sản xuất bởi chiếu xạ ánh sáng được định vị vào mỗi vị trí thuốc nhuộm dipyrine và cơ chế FRET phụ thuộc vào định hướng và khoảng cách giữa các vị trí^{(Lưu ý 6)}Có thể giải thích hầu hết di chuyển exciton Cấu trúc của các chuỗi phân tử một chiều được xác định, do đó, chuỗi Markov thời gian liên tục cũng được sử dụng^{(Lưu ý 7)}Để mô tả các động lực exciton trong chuỗi một cách toán học (Hình 2) Tuy nhiên, vì rất khó để định lượng sự chuyển giao exciton giữa các vị trí gần nhất với các ion kim loại kẹp gần nhất, do đó, rất khó để đo các hằng số tốc độ là các tham số chưa biết

Đường cong phân rã huỳnh quang và năng suất lượng tử huỳnh quang của các chuỗi phân tử một chiều có thể thu được bằng thực nghiệm bằng cách sử dụng máy quang phổ có bán trên thị trường và các giá trị lý thuyết có thể được tính toán từ mô hình chuỗi Markov thời gian liên tục được đề cập ở trên Do đó, bằng cách tối ưu hóa các tham số chưa biết ở trên để các giá trị lý thuyết tái tạo các giá trị thử nghiệm (Hình 2), chúng tôi có thể xác định hằng số thời gian cho chuyển động exciton giữa các vị trí gần nhất là 40 ± 20 picoseconds (giá trị trong chuỗi phân tử, trong toluene)