Дизайн і фотоніка сучасних перетворювачів світлової енергії на основі поліметинових барвників (за матеріалами наукової доповіді на засіданні Президії НАН України 27 вересня 2017 р.)

Abstract

Розглянуто закономірності, що пов'язують фотонні властивості поліметинових барвників з їх будовою і природою середовища. Особливу увагу приділено нетривіальним ефектам: порушенню класичного закону дзеркальної симетрії спектрів поглинання і флуоресценції; незвичній сольватохромії симетричних барвників; наближенню типових електронно-несиметричних барвників у збудженому стані до симетричних, що зумовлює рекордне зростання стоксових зсувів; залежності фотофізичних і нелінійно-оптичних властивостей поліметинів від природи незабарвленого протиіона. Проаналізовано чинники, які їх визначають. Наведено приклади практичного застосування розроблених поліметинів у лазерній техніці, нелінійній оптиці, голографії, фотовольтаїці, електролюмінесценції та фотодинамічній терапії. Проінтерпретовано особливості структури поліметинів, що забезпечують можливість їх використання у цих сферах.

Regularities that connect the photonic properties of polymethine dyes with their structure and medium nature are considered. Particular attention is paid to non-trivial effects: violation of the classical law of the mirror symmetry of absorption and fluorescence spectra; unusual solvatochromism of symmetric dyes; approximation of typical electron-asymmetric dyes in the excited state to symmetric, which causes a record increase of Stokes shift; dependences of photophysical and nonlinear-optical properties of polymethines on the nature of uncolored counterion. The factors that determine them are analyzed. Examples of practical application of the developed polymethines in laser technology, nonlinear optics, holography, photovoltaics, electroluminescence and photodynamic therapy are given. Features of their structure, providing the possibility of using polymethines in these areas, are interpreted.