Спектрально-кинетические свойства нестационарного поглощения гибридных наноструктур серебро–фталоцианин меди

Представлены результаты исследования с фемтосекундным временным разрешением нестационарных спектров поглощения гибридных наноструктур на основе островковых пленок серебра и фталоцианина меди (CuPc). Установлено, что динамика нестационарных спектров поглощения гибридной системы (Ag–CuPc)6 Ag отражает существующее взаимное влияние плазмонной и органической подсистем на характеристики электронных состояний и спектрально-кинетические свойства друг друга. Время релаксации основной компоненты в кинетике релаксации наведенного поглощения на длине волны λ = 525 нм (τ ~ 15 пс), обусловленной синглет-триплетной релаксацией, для органической подсистемы CuPc суммарной толщиной l ~ 40 нм в гибридной структуре заметно короче времени релаксации (τ ~ 50 пс) аналогичной компоненты для чистой пленки фталоцианина меди такой же толщины. Предполагается, что присутствие наночастиц серебра в гибридной структуре (Ag–CuPc)6 Ag влияет на вероятность интеркомбинационных переходов в органической подсистеме, ускоряя переход молекул CuPc в долгоживущее триплетное состояние.

поверхностный плазмонный резонанс, гибридные наноструктуры, фемтосекундная спектроскопия, нестационарные спектры поглощения

1. Leznoff, C. C. Phthalocyanines: properties and applications / C. C. Leznoff, A. B. P. Lever. – Weinheim: VCH, 1996. – Vol. 4. – 536 p.

2. Hohnholz, D. Applications of phthalocyanines in organic light emitting devices / D. Hohnholz, S. Steinbrecherb, M. Hanack // J. Mol. Struct. – 2000. – Vol. 521, № 1/3. – P. 231–237. https://doi.org/10.1016/s0022-2860(99)00438-x

3. 4.2% efficient organic photovoltaic cells with low series resistances / J. Xue [et al.] // Appl. Phys. Lett. – 2004. – Vol. 84, № 16. – P. 3013–3015. https://doi.org/10.1063/1.1713036

4. Van Flassen, E. Explanation of the low oxigen sensitivity of thin film phthalocyanine gas sensors / E. Van Flassen, H. Kerp // Sens. Actuators B: Chemical. – 2003. – Vol. 88, № 3. – P. 329–333. https://doi.org/10.1016/s0925-4005(02)00379-9

5. Surface-enhanced non-linear Raman scattering at the single-molecule level / K. Kneipp [et al.] // Chem. Phys. – 1999. – Vol. 247, № 1. – P. 155–162. https://doi.org/10.1016/s0301-0104(99)00165-2

6. Optimization of nanoparticle size for plasmonic enhancement of fluorescence / O. Stranik [et al.] // Plasmonics. – 2007. – Vol. 2, № 1. – P. 15–22. https://doi.org/10.1007/s11468-006-9020-9

7. Замковец, А. Д. Влияние эффектов ближнего поля на спектральные свойства слоистых нанокомпозитов серебро-фталоцианин меди / А. Д. Замковец, А. Н. Понявина // Журн. приклад. спектроскопии. – 2012. – Т. 79, № 6. – C. 907–912.

8. Plasmon-Related Modification of Spectral Kinetic Properties of Copper Phthalocyanine Thin Films in the Presence of Silver Nanoparticles / O. V. Buganov [et al.] // J. App. Spectrosc. – 2014. – Vol. 81, № 1. – P. 92–96. https://doi.org/10.1007/s10812-014-9892-y

9. Charge transfer process determines ultrafast excited state deactivation of thioflavin T in low-viscosity solvents / V. I. Stsiapura [et al.] // J. Phys. Chem. A. – 2010. – Vol. 114, № 32. – P. 8345−8350. https://doi.org/10.1021/jp105186z

10. Sergeeva, N. N. Photochemical Transformations Involving Porphyrins and Phthalocyanines / N. N. Sergeeva, M. O. Senge // CRC Handbook of Organic Photochemistry and Photobiology. – 2012 – P. 831–879. https://doi.org/10.1201/b12252-35

11. Mack, J. Assignment of the optical spectra of metal phthalocyanines through spectral band deconvolution analysis and ZINDO calculations / J. Mack, M. J. Stillman // Coord. Chem. Rev. – 2001. – Vol. 219, № 221. – P. 993–1032. https://doi.org/10.1016/s0010-8545(01)00394-0

12. Влияние структуры молекул фталоцианинов меди на характер их упорядочения в тонких пленках, спектры фотолюминесценции и поглощения / В. Л. Берковиц [и др.] // Физика твердого тела. – 2007. – Т. 49, № 2. – С. 262–266.

13. Vincett, P. S. Phosphorescence and Fluorescence of Phthalocyanines / P. S. Vincett, E. M. Voigt, K. E. Rieckhoff // J. Chem. Phys. – 1971. –Vol. 55, № 8. – P. 4131–4140. https://doi.org/10.1063/1.1676714