Сверхбыстрая динамика возбужденных состояний молекулярных агрегатов индотрикарбоцианинового красителя

Abstract

Методом фемтосекундной абсорбционной спектроскопии возбуждения-зондирования (pump-probe) исследована динамика нестационарных спектров поглощения Н*- и J-агрегатов индотрикарбоцианинового красителя. Релаксация наведенного просветления для Н*-агрегатов реализуется с временными постоянными ~3 и ~30 пс при накачке излучением с λ_макс = 400 нм и ~30 пс при накачке с λ_макс = 800 нм. Для J-агрегатов в обоих случаях наблюдается двухэкспоненциальная релаксация с временными постоянными ~1 и ~20 пс. Быстрая компонента в кинетике просветления полосы Н*-агрегатов при накачке с λ_макс = 400 нм обусловлена возможностью перехода непосредственно с верхнего края экситонной зоны агрегата в основное состояние, а медленная присутствует вследствие конкурирующего быстрого перехода с верхнего края экситонной зоны на нижний и последующей релаксации c него в основное состояние. Быстрая компонента кинетики просветления полосы J-агрегатов определяется возможностью перехода из нетермализованного экситонного состояния в основное, а медленная - переходом в основное состояние после релаксации в пределах экситонной зоны. Большая длина делокализации экситонов в J-агрегатах (9 молекул) по сравнению с Н*-агрегатами (4 молекулы) проявляется не только в уменьшении полуширины полосы стационарного поглощения, но и в более быстром затухании возбужденных состояний. Показано, что Н*-агрегаты обладают узкой полосой стационарного поглощения при 514 нм и слабым поглощением с максимумом при 756 нм. При накачке с λ_макс = 800 нм имеет место батохромное смещение максимумов полос просветления исследуемой системы как следствие проявления неоднородного уширения.