Модификация люминесцентных характеристик молекулы, взаимодействующей с экситонными состояниями J-агрегата

Abstract

Построена квантовая теория поглощения света и фотолюминесценции молекулы (люминофора), взаимодействующей с линейной молекулярной цепочкой J-агрегата. Показано, что наряду с зонными состояниями экситонов Френкеля в молекулярной цепочке вклад в поглощение света и люминесценцию дают локальные уровни, которые отщепляются от экситонной зоны как следствие взаимодействия молекулярной цепочки с люминофором. Показано также, что вклад от локальных уровней в поглощение света и фотолюминесценцию нелинейно зависит от параметра связи между люминофором и молекулярной цепочкой J-агрегата.

Побудовано квантову теорію поглинання світла та фотолюмінесценції молекули (люмінофора), яка взаємодіє з лінійним молекулярним ланцюжком J-агрегата. Показано, що поряд з зонними станами екситонів Френкеля в молекулярному ланцюжку внесок в поглинання світла та люмінесценцію дають локальні рівні, які відщеплюються від екситонної зони як наслідок взаємодії молекулярного ланцюжка з люмінофором. Показано також, що внесок від локальних рівнів в поглинання світла та фотолюмінесценцію нелінійно залежить від параметра зв’язку між люмінофором і молекулярним ланцюжком J-агрегата.

A quantum theory for the light absorption and photoluminescence of a molecule (luminophore) interacting with a J-aggregate linear molecular chain is constructed. It is shown that together with the band states of Frenkel excitons in the molecular chain the contribution to light absorption and luminescence comes from local levels that split off from the exciton band as a result of the interaction between the molecular chain and the luminophore. It is also demonstrated that the contribution to light absorption and photoluminescence from local levels is non-linearly dependent on the coupling parameter between the luminophore and the J-aggregate molecular chain.