尺寸可控的苝二酰亚胺聚集体中的超快相干激子动力学

摘要： 对于苝二酰亚胺（PBI）的H-聚集体，已有研究表明光激发后最初离域的Frenkel激子会通过激基缔合物形成而局域化。但近期研究发现，在由至少超过10个PBI亚基组成的较大聚集体中，存在激基缔合物形成之前的激子动力学过程，而该现象在少于四个PBI亚基的小型聚集体中未被观测到。这一特征表明分子聚集体的尺寸对初始激子动力学起着关键作用。为此，我们通过追踪系统调控尺寸的PBI H-聚集体中PBI亚基间相互作用所形成电子跃迁偶极矩的瞬时重取向，试图揭示PBI H-聚集体中的初始激子动力学。利用时间分辨率约40飞秒的偏振依赖飞秒瞬态吸收各向异性光谱测量，可区分不同分子聚集体尺寸对应的超快相干激子动力学。各向异性值的超快衰减曲线不受振动弛豫和旋转扩散过程影响，因此可直接呈现激基缔合物形成前PBI H-聚集体中沿分子链的能量迁移过程——即其相干激子动力学。