Электронно-возбужденные состояния и фотофизические процессы в цианиновых красителях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.05, кандидат физико-математических наук Кашапова, Эльвира Рамисовна

• Кашапова, Эльвира Рамисовна
• кандидат физико-математических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Кашапова, Эльвира Рамисовна

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Линейные сопряженные системы

1.2 Классификация органических красителей

1.2.1 Полиметиновые красители

1.2.2 Меродианины- нейтральные внутриионные красители

1.2.3 Практическое применение цианиновых красителей

1.2.4 Упорядоченная самоагрегация цианиновых красителей

1.2.5 Природа спектрального сдвига, наблюдаемого при агрегации

1.3 Классификация квантово-химических методов

1.3.1 Теория Хартри-Фока-Рутана

1.3.2 Электронная корреляция

1.3.3 Типы корреляционных эффектов

1.3.4 Методы учета электронной корреляции

1.3.5 Метод конфигурационного взаимодействия

1.3.6 Теория функционала электронной плотности. Метод Кона-Шэма. Формализм нестационарной теории функционала плотности

1.3.7 Полуэмиирические методы

Обоснование выбора методов исследования

ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРОННЫХ СПЕКТРОВ ПОГЛОЩЕНИЯ И ИСПУСКАНИЯ МЕРОЦИАНИНОВЫХ И БИС-ЦИАНИНОВЫХ КРАСИТЕЛЕЙ

2.1 Квантово-химическое исследование электронной структуры и спектров поглощения исследуемых молекул

2.1.1 Выбор геометрии изолированных молекул мероцианиповых красителей

2.1.2 Выбор геометрии для индокарбоциаиинового красителя и его бис-хромофоров

2.2 Интерпретация спектров поглощения мероцианиповых красителей

2.3 Спектры флуоресценции

ГЛАВА 3. КАНАЛЫ ДЕЗАКТИВАЦИИ ЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРОННОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

В ИССЛЕДУЕМЫХ СОЕДИНЕНИЯХ

3.1 Общая схема фотофизических процессов в многоатомной молекуле

3.2 Оценка констант скоростей фотофизических процессов

3.3 Фотофизические процессы в мероцианиповых красителях

3.4 Фотофизическис процессы в цианиновых красителях

3.5 Моделирование процессатранс-цис-фотоизомеризации

3.6 Спектрально-люминесцентные свойства бис-хромофора мероцианина Ml

ГЛАВА 4. МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

4.1 Учет влияния растворителя

4.1.1 Континуумные теории сольватации

4.1.2 Метод молекулярного электростатического потенциала

4.2 Электронное строение и протоноакцепторная способность мероцианиновых красителей с положительной и отрицательной сольватохромией

4.3 Учет влияния растворителя в модели поляризационного континуума

ГЛАВА 5. СПЕКТРЫ ПОГЛОЩЕНИЯ ИЗ ВОЗБУЖДЕННЫХ СОСТОЯНИЙ

5.1 Триплст-триплетное поглощение

5.1.1 Метод опустошения основного синглетного состояния

5.1.2 Метод переноса энергии

5.2 Синглет-синглетное поглощение

5.2.1 Коэффициенты экстинкции синглет-синглетных переходов

5.3 Исследование влияния поглощения из возбужденных состояний на генерационные характеристики мероцианинового красителя

5.4 1 [оглощение из возбужденных состояний для индокарбоцианина и его бис хромофоров

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ

CI1ИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

АО - атомная орбиталь

МО - молекулярная орбиталь

ВЗМО - высшая занятая молекулярная орбиталь

IIBMO - нижняя вакантная молекулярная орбиталь

МО JIKAO - молекулярная орбиталь как линейная комбинация атомных орбиталей Ч11ДП - метод частичного пренебрежения дифференциальным перекрыванием со специальной спектроскопической параметризацией КБ - конфигурационное взаимодействие

МЭСП - метод молекулярного электростатического потенциала ММВ - межмолекулярные взаимодействия S, - синглетиое состояние i rI) - -фиплстнос состояние j ^—радиационная константа к,с — константа внутренней конверсии к,sc — константа интеркомбинационной конверсии Фц — квантовый выход флуоресценции /- сила осциллятора перехода (j, - дипольный момент перехода с - молярный коэффициент экстинкции DFT - теория функционала плотности TDDFT — нестационарная теория функционала плотности ПЦ - полиметиновая цепочка ПК - нолиметиновый краситель КФ - концевые фрагменты РСМ - модель поляризационного континуума IIJIO - нелинейно оп тический СОВ - спин-орбитальное взаимодействие

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Электронно-возбужденные состояния и фотофизические процессы в цианиновых красителях»

ВВЕДЕНИЕ

Установление взаимосвязи спектрально-люминесцентных и фотофизических свойств органических соединений с особенностями их электронного и структурного строения, природой электронно-возбужденных состояний является фундаментальной проблемой оптики и спектроскопии органических соединений. Такого рода исследования расширяют горизонт возможностей для решения современных научных и прикладных задач, позволяя находить подходы к управлению фотопроцессами и направленному синтезу соединений.

Цианиновыс красители - обширный класс органических соединений, которые обладают наиболее разнообразным набором фотофизических и фотохимических свойств среди органических красителей. Переход от одного типа красителей к другому далеко не всегда сопровождается столь сильным изменением этих свойств, как при моделировании структуры цианинов. Поэтому на основе цианинов созданы высокоэффективные светочувствительные материалы для фотографической промышленности, квашовой электроники, оптической записи информации, биологии и медицины [1,2]. Естественно, что любые новые подходы, позволяющие целенаправленно управлять фотофизическими и фотохимическими свойствами цианинов, будут представлять несомненный интерес как для науки, так и для практики.

В настоящее время актуальным направлением является создание органических оптических материалов для устройств органической квантовой электроники (органические свстодиоды, тонкопленочные фотовозбуждаемые полупроводниковые лазеры).

Создание и исследование органических материалов невозможно без комплексного подхода, который включает теоретические и экспериментальные методы. Привлечение результатов квантово-химического исследования позволяет не только рассчитывать наблюдаемые характеристики конкретных молекул, но и предсказывать их и создавать вещества с заданными свойствами. Квантово-химические расчеты электронной структуры и геометрии электронно-возбужденных молекул широко используются для интерпретации экспериментальных данных и отнесения полос поглощения, установления связи спектров поглощения со структурой молекулы и се конформацией, для изучения реакционной способности молекул в фотохимических реакциях.

В последние годы отмечается возросший интерес к изучению фотоники агрегатов, что связано с интенсивными исследованиями фотопроцессов в суирамолекулярных системах. Данные системы моделируют различные природные процессы и являются перспективными для развития инновационных технологий.

В процессе эксперимента часто происходит агрегация цианиновых красителей, поэтому при моделировании их свойств необходимо рассматривать спектральные характеристики как для индивидуальных соединений, так и для их агрегатов. Однако исследования фотофизических процессов и фотохимических реакций в агрегатах представляют значительные экспериментальные трудности из-за различия чисел агрегации и существующего равновесия в растворе между агрегатами различных составов. Бис-хромофоры, находящиеся в разбавленных растворах в их мономерной форме, не обладают данными недостатками [3|. Однако следует констатировать отсутствие конкретных теоретических (квантово-химических) представлений об особенностях протекания фотофизических процессов в бис-молекулярных системах и закономерностях связи спектрально-люминесцентных свойств бис-хромофоров с их электронным и пространственным строением, что не позволяет, в частности, проводить целенаправленный синтез бис-цианинов.

Огромное количество публикаций по практическому применению цианиновых краапелей доказывает актуальность их исследования. Накоплен обширный экспериментальный материал по физико-химическимм свойствам полиметиновых и мероциапииовых красителей [4-18], однако теоретические (квантово-химическис) исследования носят разрозненный характер [10-14] и не охватывают весь спектр свойств этих уникальных соединений. В частности, до сих пор не ослабевает интерес к вопросу об электронном строении мероциапииовых красителей, об основных каналах дезактивации энергии электронного возбуждения в мономерах цианиновых красителей и их бис-хромофорах. Неоднократно проводились как теоретические, так и экспериментальные исследования по описанию фотофизики молекул цианинов [14-18], однако они не позволяют количественно разделить каналы безызлучательной дезактивации поглощенной энергии в этих соединениях.

Цель диссертационной работы: установить зависимости спектрально-люминесцентных свойств мономеров и бис-связанных хромофоров полиметиновых и мероциапииовых красителей от структуры, электронного строения и межмолекулярпых взаимодействий. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- квантово-химические расчёты волновых функций и энергий молекулярных орбиталей и электронных состояний, распределения электронной плотности, протоноакцеиторных свойств;

- оценка констант скоростей фо топроцессов, квантовых выходов каналов дезактивации синглетных возбужденных состояний;

- установление влияния реакции фотоизомеризации па эффективность фотофизичсских процессов;

- установление связи спектрально-люминесцентных свойств исследуемых молекул с их электронным и пространственным строением.

В качестве объектов исследования выбраны три ряда мероцианинов М1-МЗ, М4-М6, М7-М9, содержащих гетероциклы различной электродонорности и элсктроакцепторности и отличающихся длиной полиметиновой цепочки (ГГТД), мономер индокарбоцианина и его бис-производные, в которых два хромофора связаны одной (А2, АЗ-ангулярные димеры) и двумя (А4, А5- циклические димеры) цепочками, состоящими из различного числа метиленовых групп, а также бис-мероцианин (МЛ-Ыэ), построенный из двух мономеров мероцианина М1, связанных бутадиеновым мостиком. Структура исследованных молекул представлена на рисунке 1. Система обозначений исследованных соединений не является общепринятой и использована в представленной работе для удобства изложения материала.

СН3

М1:п-1;М2:п=2;МЗ:п=3

РИ

М4:п=1; М5:п=2; М6:п=3

СН3

М7:п=1;М8:п=2;М9:п=3

N0,

,сн3

>

\

/

<

N0

СИ

СИ

сн3

МЬЫв

Я СН2 А2 Я С3Н6 АЗ

Рисунок 1 - Струк турные формулы исследованных соединений

II СН2 А4 Я С3Н6 А5

Исследованные мсроциашшоные красители принадлежат к одному структурному тину. Они являются удобными объектами для исследования влияния изменений электронного строения гетероостатков и длины ГИД на спектрально-люминесцентные свойства мероцианинов. В роли фрагмента донора у мероцианинов М1-МЗ, выступает гстсростаток 3//-индолилидена, у М4-М6- бензоимидазолилиден. Функцию акцептора в соединениях М1-МЗ, М4-М6 выполняет остаток малонопитрила, в соединениях М7-М9-гетероостаток барбитуровой кислоты. Соединения М1-М9, А1-А5 синтезированы в институте органической химии ПАН Украины, г. Киев А.А. Ищенко и А.В. Кулиничем.

Квантово-химические расчеты проведены как с использованием оригинального пакета программ, разработанного в СФТИ ТГУ на основе полуэмпирического метода ЧПДП со специальной спектроскопической параметризацией [19], метода функционала плотности и ab-initio метода в приближении однократно возбужденных конфигураций [20-22]. Оптимизация геометрии молекул в основном состоянии проведена как на полуэмпирическом, так на DFT уровне. Также использовалась модельная геометрия, построенная по рештеноструктурным данным для родственного класса соединений [23].

Па защиту выносятся следующие положения:

1. Внутримолекулярные фотофизические процессы в мероциапиновых красителях не являются причиной низких квантовых выходов флуоресценции, наблюдаемых экспериментально. В случае протекания реакции транс-цис фотоизомеризации происходит уменьшение константы скорости радиационного излучения (до шести порядков), константы скорости иптеркомбинационной конверсии (до одного порядка) и увеличение константы скорости внутренней конверсии (до трех порядков), что приводит к падению квантового выхода флуоресценции.

2. Различие в энергиях электронных переходов, полученные методами ЧПДП и ZINDO/S, составляет менее двух процентов для Si-состояния и менее десяти процентов для более высоковозбужденных электронных состояний. Интерпретация природы электронных переходов, образующих спектры поглощения М1-МЗ в неполярном растворителе в области длин волн до 250 им, не зависит от выбора указанных методов.

3. Специфическая электрофильная сольватация мероцианинов М1-МЗ молекулами растворителей в основном и франк-кондоновском состояниях происходит по атомам азота циапогрупп. Вклад специфической сольватации в полное межмолекулярное взаимодействие молекулы со средой во флуоресцентном состоянии больше (на 4-14%), чем в основном, и увеличивается с ростом длины полиметиновой цепи (на 4-5 % на одну виниленовую группу)

4. Уменьшение квантового выхода флуоресценции при переходе от мономера индокарбоцианина к циклическому бисциапину происходит за счет уменьшения константы скорости радиационного распада на два порядка и роста константы скорости внутренней конверсии на один порядок но сравнению с мономером. Безызлучательпый переход между ¿м и Т\ -состояниями не может конкурировать с безызлучательпым переходом между Б\ и Бц-состояниями, несмотря па то, что константа скорости интерсистсмной конверсии возрастает по сравнению с этой же величиной для мономера.

Достоверность защищаемых положении и друг их результатов

Содержание первого защищаемого положения согласуется с возможностью транс-цис фотоизомеризации, доказанной экспериментально в [1, 24].

Достоверность четвертого защищаемого положения подтверждается тем, что рассчитанный квантовый выход флуоресценции циклического бисциапииа А5 и экспериментально измеренный квантовый выход в этаноле при комнатной температуре имеют одинаковый порядок величины [3|.

Для пакета квантово-химических программ па основе полуэмпирического метода ЧПДП достоверность результатов, приведенных в защищаемых положениях, подтверждается:

а) воспроизведением экспериментальных данных по положению электронных состояний различной молекулярно-орбитальной природы и мультиплетпости молекул с отклонением в 5-10 %;

б) согласием рассчитанных и экспериментальных данных по силам осцилляторов и поляризации электронных переходов, физико-химическим свойствам органических молекул. Для всех исследованных мероцианиновых красителей наиболее интенсивной полосой является длинноволновая полоса поглощения, которая соответствует ¿"о^ -переходу, сила осциллятора этого перехода является самой большой по сравнению с переходами в более высоковозбуждепные электронные состояния. Длинноволновая полоса поглощения поляризована вдоль длинной оси молекулы, что согласуется с экспериментальными данными поляризационных спектров возбуждения флуоресценции.

в) проверенными в ходе многолетних исследований различных классов органических соединений методиками оценки констант скоростей [19, 25].

Научная новизна защищаемых положений и других результатов работы:

Научная новизна первого и четвертого защищаемых положения заключается в том, что для ряда мероцианиновых красителей и бис-производных нолиметиновых красителей были впервые рассчитаны константы скоростей фотофизических процессов между

электронными состояниями (в том числе, безызлучательные) и теоретически оценен квантовый выход флуоресценции.

Научная новизна второго защищаемого положения заключается в том, что для мероциапиновых красителей М1-МЗ впервые проведена интерпретация электронных переходов, образующих спектры поглощения в неполярном растворителе в области длин волн до 250 им.

Научная новизна третьего защищаемого положения состоит в том, что впервые исследованы центры специфической сольватации молекул М1-МЗ с протонодонорным растворителем и определен вклад специфической сольватации в полное межмолекулярпое взаимодействие.

Впервые теоретически исследованы спектры поглощения из возбужденных 5ь Т\-состояний для мероциапиновых и бис-произнодных полиметиновьгх красителей.

На примере индокарбоциаиииа А1 показано влияние перестройки геометрии молекулы в ходе процесса трапс-цис-фотоизомеризации на процессы дезактивации состояпия.

Научная значимость защищаемых положений и других результатов работы

Распространение использованного подхода к исследованию процесса транс-цис-фотоизомеризации в мономерах мероциапиновых и полиметиповых красителей на другие классы соединений с «нежесткой» структурой, для которых характерна изомеризация и вращение фрагментов, способствует более глубокому пониманию основных путей дезактивации энергии электронного возбуждения.

Проведенная верификация двух методов расчета во втором защищаемом положении позволяет использовать любой из этих методов для расчета электронных переходов других рядов мероциапиновых красителей сходного строения.

Научная значимость третьего защищаемого положения заключается в том, что оно позволит исследователям провести явный учет растворителя, то есть построить комплекс исследуемой молекулы с протонодонорным растворителем.

Научная значимость четвертого защищаемого положения состоит в том, что установлены основные безызлучательные каналы дезактивации энергии ^-состояния в циклических бис-хромофорах, что позволяет объяснить экспериментальные данные.

Показанное изменение констант скоростей фотофизических процессов при перестройки геометрии молекулы индокарбоциаиииа А1 позволяет понять природу явления процесса транс-цис-фотоизомеризации с точки зрения основных каналов деградации энергии ^-состояния, (или в частности касающейся дезактивации энергии ^-состояния).

В работе иселедоваиы мероцианиновые красители определенного структурного типа, что позволяет установить влияние его структуры (длины нолимстиновой цепи, типа концевого фрагмента) на спектрально-люминесцентные свойства.

Практическая значимость результатов работы

Практическая значимость первого и четвертого защищаемых положений заключается в разделение вкладов безызлучательных процессов в зависимости от мультиилетпости состояний в общую деградацию энергии электронного возбуждения. Использованный подход для теоретической оценки квантового выхода флуоресценции и результаты исследований красителей одного структурного типа будут полезны как специалистам, в область интересов которых входят исследования спектрально-люминесцентных свойств других соединений нолиепового типа, так и химикам-синтетикам для и направленного синтеза новых мероциапиновых, полиметиновых красителей, а также их бис-производных с заданными оптическими свойствами.

Использование и возможность внедрения результатов работы

Работа выполнялась в рамках проекта, поддержанного грантом РФФИ № 07-02-00155-а «Исследование двухфотопного поглощения органических соединений в присутствии других нелинейных процессов», НИР № 1.48.09 «Исследование процессов фотопревращений в синте тических и природных молекулярных системах под действием различных источников излучения» (2009-2013 гг.), в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы (госконтракты №П1128 и №02.740.11.0444), грантов Президента РФ-Ш-4297.2010.2 (2010-2011 it.), HIII-512.2012.2 (2012-2013 гг.).

Результаты исследований могут быть использованы организациями (СФ'ГИ ТГУ, Центр фотохимии РАН), специализирующимися в области молекулярной спектроскопии, квантовой химии, синтеза органических красителей, а также в учебном процессе.

Личный вклад. Основные результаты диссертационной работы- теоретические (квантово-химические) и экспериментальные исследования электронных спектров поглощения и испускания, поляризационных спектров возбуждения флуоресценции мероциапиновых краси телей, а также анализ и интерпретация результатов- получены лично автором, либо при его участии.

Спектрально-люминесцентные свойства мероциапиновых красителей экспериментально исследованы и интерпретированы совместно с к. ф.-м. н. Светличным В.Л.

Интерпретация результатов теоретических исследований мероцианиновых красителей проведена совместно с к. ф.-м. н. Базмль O.K.

Постановка задачи и обсуждение результатов проведено совместно с научным руководителем-д. ф.-м. н. Арпоховым В.Я.

Апробации результатов исследовании. Основные результаты диссертации опубликованы в 30 работах: из них 4 статьи в рецензируемых журналах, включенных в список ВАК, 1— в сборнике научных статей конференции, 1- в сборнике конкурсных докладов всероссийской конкурс-конференции научных работ по оптике и лазерной физике, 15- в сборниках научных трудов и материалов конференций, 9- в тезисах докладов конференций.

Научные результаты и выводы были представлены на конференциях различного уровня: The 9-th Russian-Chinese Symposium on Laser Physics and Technologies (г. Томск, 2008), IV и V Всероссийская конференция молодых ученых «Физика и химия высокоэиергетических систем» (г. Томск, 2008, 2009), X, XI, XII и XIII всероссийская конференция студентов и аспирантов «Химия и химическая технология в XXI веке» (г. Томск, 2009, 2010, 2011, 2012), V школа-семинар молодых ученых «Квантово-химические расчеты: структура и реакционная способность органических и неорганических молекул» (г.Иваново, 2011), VIII Всероссийский молодежный Самарский конкурс-конференция научных работ по оптике и лазерной физике (г. Самара, 2010), Молодежная школа-конференция с международным участием «Лазеры и лазерные технологии», посвященная 50-летию создания первого лазера в мире (г.Томск, 2010), молодежные конкурс-конференции «Фотоника и оптические технологии 2010», «Фотоника и оптические технологии 2011», «Фотопика и оптические технологии 2012» (г. Новосибирск, 2010, 2011, 2012), XIV, XV, XVII и XVIII Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых (г. Уфа, 2008, г. Кемерово, 2009, г. Екатеринбург, 2011, г. Красноярск, 2012), Всероссийская молодежная конференция «Успехи химической физики» (г. Черноголовка, 2011), 4-th International Symposium «Methods and Applications of Computational Chemistry» (г. Львов, Украина, 2011), XXIII и XXIV Симпозиум «Современная химическая физика» (г.Туапсе, 2011, 2012), X International Conference «Atomic and Molecular Pulsed Lasers» (г. Томск, 2011), 3-d International Symposium on molecular photonics devoted to the memory of acad. A.N. Terenin (п. Репино, г. Санкт-Петербург, 2012).

Заключение диссертации по теме «Оптика», Кашапова, Эльвира Рамисовна

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ

В ходе диссертационной работы исследованы теоретически (с привлечением методов квантовой химии) спектрально-люминесцентные свойства ряда мероцианиновых красителей сходного строения и бисцианиновые красители. Па основании полученных результатов, можно сформулировать следующие выводы:

1) Эффективность радиационного распада состояния ¿ч(7г7г*) мало зависит от длины 11Ц, так как, несмотря па понижение энергии флуоресцентного состояния, с ростом длины ПЦ сила осциллятора ¿о—^(тиг^-перехода существенно увеличивается.

2) Эффективность процесса внутренней конверсии 5<1~>5'о возрастает почти на два порядка в рядах М1-М2-МЗ, М4-М5-М6, М7-М8-М9, однако остается ниже эффективности радиационного распада.

3) Интеркомбинационная конверсия в канале 8\~>Т\ слаба по причине малой величины матричного элемента спин-орбитального взаимодействия между состояниями и большого энергетического интервала между ними.

4) Расчеты МЭСП изолированных молекул М1-МЗ позволили изучить специфическую электрофильиую сольватацию их молекулами растворителей. Показано, что она происходит по атомам азота цианогрупп в основном и франк-кондоновском состояниям. При этом вклад специфической сольватации в полное ММВ молекулы со средой 1ю флуоресцентном состоянии выше, чем в основном и увеличивается с ростом длины 11Ц.

5) Электронная структура основного состояния мероцианиновых красителей с положительной сольватохромией с ростом длины ПЦ приближается к случаю нейтрального иолиена с небольшими зарядами на концевых фрагментах и альтернацией заееленностсй химических связей, во флуоресцентном состоянии электронная структура исследуемых молекул приближается к структуре иолиметина за счет выравнивания заселенностсй С-С-связей в ПЦ.

6) Электронное возбуждение в ¿^-состояние вызывает перенос электронной плотности от донора к акцептору, с ростом длины ПЦ данный процесс увеличивается. Это также подтверждается различием дипольного момен та между основным и ¿'[-состояниями.

7) 11оказано, что оптимизация геометрии с учетом раствори теля приводит к изменению длин связей полиметиновой цепи, а электронная структура с увеличением полярности растворителя приближается к структуре идеального иолиметина.

8) Основной вклад в деградацию энергии флуоресцентного ¿^-состояния в циклических бис-цианинах вносит процесс внутренней конверсии между ¿м- и 5о-состояпиями.

9) Наличие значительного »¿^-поглощения па длине волны накачки мероцианина МЗ приводит к падению эффективности генерации при больших плотностях мощности возбуждения, когда создается относительно большая населенность состояния.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Кашапова, Эльвира Рамисовна, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Mishra A. Cyanincs during the 1990s: A review / A. Mishra, R.K. Behera, P.K. Behera, B.K. Mishra, G.B. Behera // Chern. Rev. - 2000. - V. 100, № 6. - P. 1973-2011.

2. Кулинич A.B. Мероцианиновые красители: синтез, строение, свойства, применение / A.B. Кулинич, A.A. Ищсико//Успехи химии. - 2009. - Т. 78, №2.-С. 151-175.

3. Chibisov A.K. Photorelaxation Processes in Covalently Linked Indocarbocyanine and Thiacarbocyanine Dyes / A.K. Chibisov, G.V. Zakharova, H. Gerner, Yu. Sogulyaev, I.L. Mushkalo, A.I. Tolmachev // J. Phys. Chem. - 1995. - V. 99. - P. 886-893.

4. Fabian J. TDDFT-calculations of Vis/NIR absorbing compounds // Dyes and Pigments. -2010,-V. 84.-P. 36-53.

5. Кулинич A.B. Синтез, строение и спектральные свойства мероцианиновых красителей на основе малопопитрила / A.B. Кулинич, H.A. Деревяико, A.A. Ищенко // Изв. АН сер. хим.- 2005. -№. 12.-С. 1-10.

6. Kulinich A.V. Electronic structure and solvatochromism of mcrocyanines based on N,N-diethylthiobarbituric acid / A.Y. Kulinich, N.A. Derevyanko, A.A. Ishchenko // Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. - 2007. - V. 188. - P. 207-217.

7. Kulinich A.V. Structure and fluorescent properties of merocyanines based on N,N-dielhylthiobarbituric acid / A.V. Kulinich, N.A. Derevyanko, A.A. Ishchenko, S.L. Bondarev, V.N. Knyukshto // Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. - 2008. - V. 197. - P. 40-49.

8. Kulinich A.V. Electronic structure and solvatochromism of merocyanines based on N,N-dicthylthiobarbituric acid / A.V. Kulinich, N.A. Derevyanko, A.A. Ishchcnko // Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. - 2007. - V. 188. - P. 207-217.

9. Rezende M.C. Merocyanine-type dyes from barbituric acid derivatives / M.C. Rczende, P. Campodonico, E. Abuin, J. Kossanyi // Spcctrochimica Acta. Part A. - 2001. - V. 57. - P. 11831190.

10. Bamgbclu A. TDDFT Study of the Optical Properties of Cy5 and Its Derivatives / A. Bamgbclu, J. Wang, and J. Leszczynski // J. Phys. Chem. A. - 2010. - V. 114. - P. 3551-3555.

11. Guillaume M. Investigation of the UV/Visible Absorption Spectra of Merocyanine Dyes Using Time-Dependent Density Functional Theory / M. Guillaume, B. Champagne, F. Zutterman // J. Phys. Chem. A.-2006.-V. 110.-P. 13007-13013.

12. Millie P. Exciton Effects in the Dimer and Higher Aggregates of a Simple Merocyanine Dye. A CS INDO CI Based Theoretical Study / P. Millie, F. Momicchioli, D. Vanossi // J. Phys. Chem. B. -2000. - V. 104.-P. 9621-9629.

13. Schabcrlc F.A. Computational study of steric and spectroscopic characteristics of bi-chromophoric cyanine dyes: Comparison with experimental data / F.A. Schaberle, S.E. Galembeck, I.E. Borissevitch // Spectrochimica Acta Part A. - 2009. - V. 72. - P. 863-867.

14. Hammatn E. Theoretical Study on Photophysical and Photochemical Properties of a Mcrocyanine Dye / E. Hammam, A.M. El-Nahas // J. Phys. Chem. A. - 1998. - V. 102. - P. 9739-9744.

15. Chibisov Л.К. Photoprocesses in dimers of polymethine dyes / A.K. Chibisov, G.V. Zakharova, 1Г. Gorner, A.l. Tolmachev // Journal of APPLIED Spectroscopy. - 1995. - V. 62, №2-P. 229-235.

16. Chibisov A.K. Photoprocesses in dimers of thiacarbocyanines / A.K. Chibisov, G.V. Xakharova, H. Gcrncr// Phys. Chem. Chem. Phys. - 1999. - V. 1. - P. 1455-1460.

17. Rodriguez J. AMI Study of the Ground and Excited State Potential Energy Surfaces of Symmetric Carbocyanines / J. Rodriguez, D. Scherlis, D. Estrin, P.F. Aramendia, R.M. Negri // J. Phys. Chem. A. - 1997. - V. 101. - P. 6998-7006.

18. Park J. AMI semiempirical calculated potential energy surfaces for the isomerization of symmetrical carbocyanines // Dyes and Pigments. - 2000. - V. 46. - P. 155-161.

19. Майер Г.В. Электронно-возбужденные состояния и фотохимия органических соединений / Г.В. Майер, В.Я. Артюхов, O.K. Базыль и др. - Новосибирск: Паука - СО РАН, 1997.-231 с.

20. Granovsky A. A. Firefly version 7.1.G, www http://classic.chem.msu.su/gran/fireny/

21. Computational Chemistry David Young, Wiley-Interscience, 2001. Appendix A. A.2.1 pg 332, ADF. [http://www.scm.com/].

22. Schmidt M.W. General Atomic and Molecular Electronic Structure System / M.W. Schmidt, K.K. Baldridgc, J.A. Boatz, S.T. Elbert, M.S. Gordon, J.II. Jensen, S. Koseki, N. Matsunaga, K.A. Nguyen, S. Su, Т.Е. Windus, M. Dupuis, J.A, Montgomer // J. Comput. Chem. - 1993. - V. 14.-P. 1347-1363.

23. Китайгородский А.И. Строение органического вещества. Данные структурных исследований 1971-1973 / А.И. Китайгородский, Н.М. Зоркий, А.И. Бельский. -М.: Наука, 1982.- 511 с.

24. Dugave С. Cis-Trans Isomerizatiov of Organic Molecules and Biomolecules: Implication and Application / C. Dugave, L. Demange // Chem. Rev. -2003. -V. 103. - P. 2475-2532.

25. Артюхов В.Я. Комплексный подход к исследованию фотоники молекул / В.Я. Артюхов, Т.Н. Копылова, Л.Г. Самсонова, II.И. Селиванов, В.Г. Плотников, В.А. Сажников, А.А. Хлебупов, Г.В. Майер, М.В. Алфимов // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2008. - №10. - С. 93-107.

26. Качковский Л.Д. Природа электронных переходов в линейных сопряженных системах // Успехи химии. - 1997. - Т. 66, № 8. - С. 715-734.

27. 1'ickcn G.E. In the chemistry of synthetic dyes / G. E. Ficken, ed. K. Venkataraman. - New York: Academic Press, 1971. - P. 212.

28. Ищснко Л.Л. Строение и спектрально-люминссцснтные свойства полиметиновых красит елей / А. А. Ищенко. - Киев: 11аукова думка, 2005. - 296 с.

29. Webster S. Structure and linear spectroscopic properties of near IR polymethine dyes / S. Webster, L.A. Padilha, H. Hua, O.V. Przhonska, D.J. I lagan, E.W. Van Stryland, M.V. Bondar, I.G. Davydcnko, Yu.L. Slominsky, A.D. Kachkovski // Journal of Luminescence. - 2008. - V. 128.-P. 1927- 1936.

30. Левкоев И.И. Органические вещества в фотографических процессах. Избранные труды / И.И. Левкоев. -М.: Паука, 1982.-369 с.

31. Kachkovsky A.D. Electronic properties of polymethine systems. 10. Electron structure and absorption spcctra of cyanine bases / A.D. Kachkovsky, N.V. Pilipchuk, V.V. Kurdyukov, A.I. Tolmachev // Dyes and Pigments. - 2006. - V. 70. - P. 212-219.

32. Tyutyulkov N. Polymethine dyes: Structure and Properties / N. Tyutyulkov, J. Fabian, A. Mehlhorn, F. Dietz, A. Tadjer, St. Kliment Ohridski. - Sofia: University Press, 1991.

33. Качковский А.Д. Строение и цвет полиметиновых красителей / А.Д. Качковский. -Киев: 11аукова Думка, 1989. - 232 с.

34. Benson R.C. Absorption and Fluorescence Properties of Cyanine Dyes / R.C. Benson, II.A. Kucs // Journal of Chemical and Engineering Data. - 1977. - Vol. 22, №. 4. - P. 379-383.

35. Functional Dyes / Ed. by Sung-IIoon Kim. - Elsevier B.V., 2006. - 266 p.

36. Polymers for Photonics Applications II // Ed. by Kim. Kwang-Sup Lee. Advances in Polymer Science, Vol. 161. - Springcr-Vcrlag, Berlin, Heidelberg, 2003. - 193 p.

37. Давиденко II.А. Фотоника молекулярных полупроводниковых композитов но основе органических красителей / П.А. Давиденко, А.А. Ищенко, II.Г. Кувшинский. - Киев: Наук. Думка, 2005.-296 с.

38. Безродный В.И. Фотостабильные полимерные затворы на основе полиметиновых красителей для пассивной синхронизации мод неодимовых лазеров / В.И. Безродный, А.А. Ищенко, JI.B. Карабанова, ЮЛ. Сломинский // Квантовая электроника. - 1995. - Т. 22, № 8. - С. 849-852.

39. Fercnko L. Polymer materials with organic dyes of various ionic ability for photosensitive and light emitting structures / L. Fercnko, P. Smertenko, S. Sveshnikov, O. Lytvyn et al. // Mol. Cryst. Liq. Cryst. - 2005. - V. 427. - P. 49-56.

40. Ishchenko A. Molecular engineering of dye-doped polymers for optoelectronics / A. Ishchcnko // Polym. Adv. Technol. - 2002. - V. 13. - P. 744-752.

41. Dougherty T. J. An update on photodynamic therapy application / T. J. Dougherty // J. Neurosci. Methods. -2005. - V. 148, № 1. - P. 3-7.

42. Wulrthner F. ATOP Dyes. Optimization of a multifunctional merocyaninc chromophore for high refractive index modulation in photorefractive materials / F. Wulrthner, S. Yao, J. Schilling, R. Wortmann, M. Redi-Abshiro, E. Mecher, F. Gallego-Gomez, K. Mecrholz // J. Amer. Chem. Soc.-2001.-V. 123, № 12.-P. 2810-2824.

43. Davidenko N.A. Influence of the sign of solvatochromism of merocyanines on their photoelectric properties in polymer films / N.A. Davidenko, N.A. Derevyanko, A.A. Ishchenko, A.V. Kulinich, and D.A. Melcnevskiia // Journal of Applied Spectroscopy. -2004. - V. 71, № 5. - P. 641-647.

44. Svctlichnyi V.A. Nonlinear optical characteristics and lasing ability of merocyaninc dyes having different solvatochromic behavior / V.A. Svctlichnyi, A.A. Ishchcnko, H.A. Vaitulcvich, N.A. Derevyanko, A.V. Kulinich // Optics Communication. - 2008. - V.281. - P. 6072-6079.

45. Bondarcv S.L. Effcct of the polymethine chain length, the polarity and temperature of the medium on the spectroscopic properties of merocyaninc dyes / S.L. Bondarov, V.N. Knyukshto, A.A. Turban, A.A. Ishchenko, and A.V. Kulinich // Journal of Applied Spectroscopy - 2006. -V. 73, №1,-P. 25-34.

46. Cavalli V. The Fluorosolvatochromism of Brooker's Merocyaninc in Pure and in Mixed Solvents / V. Cavalli, D.C. Silva, C. Machado, V.O. Machado, and V. Soldi // Journal of Fluorescence. - 2006. - V. 16, № 1. - P. 77-86.

47. Patnaik L.N. Solvent Effects on Absorption Spectra of Merocyaninc Dyes / L.N. Patnaik, B. Sahu // Journal of Solution Chemistry. . - 1994. - V. 23, №12. - P. 1317-1330.

48. Reichardt Ch. Solvents and Solvent Effects in Organic Chemistry/ Ch. Reichardt. -Wiley_VCH, Weinhcim, 2003. - 629 p.

49. Ishchcnko A.A. Photodynamics of Polyene-Polymethine Transformations and Spectral Fluorescent Properties of Merocyaninc Dyes / A.A. Ishchenko, A.V. Kulinich, S.L. Bondarev, V.N. Knyukshto//J. Phys. Chem. A.-2007.-V. 111.-P. 13629-13637.

50. Marder S.R. Direct Observation of Bond Length Alternation in Donor/Acceptor Polyenes / S.R. Marder, J.W. Perry, B.G. Tiemann, C.B. Gorman; S. Gilmour; S.L. Biddle, G. Bourhill // J. Am. Chem.Soc. - 1993,-V. 115.-P. 2524-2526.

51. Brooker L.G.S. "Studies in the Cyanine Dye Series. XI. The Merocyanines" / L.G.S. Brooker, G.H. Keyes, et al. 111. Am. Chem. Soc.- 1951. - V. 73 (11)-P. 5326-5332.

52. Dachnc S. In Progress in Physical Organic Chemistry / S. Dachne, K. Hoffman. Ed. R.W.Taft. - Wiley, New York. - 1990.

53. Dahnc S. Structural Principles of Unsaturated Organic Compounds. With special reference to X-ray structure analysis of coloured substances. / S. Dahne, S. Kulpe. - Berlin: Abhandlungen der Wissenschaften, Abteilung Mathematik, Naturwissenschaften Academie-Verlag, 1977. -128 p.

54. Marder S.R. Approaches for optimizing the 1st electronic hypcrpolarizability of conjugated organic molecules / S.R. Marder, D.N. Beratan, L.T. Cheng // Science. - 1991.-252. - P. 103106.

55. Albert I.D.E. Rational Design of Molecules with Large Ilyperpolarizabilities. Electric Field, Solvent Polarity, and Bond Length Alternation Effects on Merocyanine Dye Linear and Nonlinear Optical Properties / I.D.L. Albert, T.J. Marks, and M.A. Ratner // J. Phys. Chem. -1996. -V. 100.-P. 9714-9725.

56. Ищенко A.A. Электронное строение и флуоресцентные свойства мероцианинов с положительной и отрицательной сольватохромией на основе малононитрила / A.A. Ищенко, A.B. Кулинич, СЛ. Бондарев, В.Н. Кпюкшто// Оптика и спектроскопия. -2008. -Т. 104, № 1.-С. 64-75.

57. Kulinich A.V. Electronic structure and solvatochromism of merocyanines NMR spectroscopic point of view / A.V. Kulinich, A.A. Ishchenko, U.M. Groth // Spectrochimica Acta Part A. - 2007. - V. 68. - P. 6-14.

58. Бондарев СЛ. Влияние полярности среды па фотонику мероцианинового красителя с большой квадратичной поляризуемостью / СЛ. Бондарев, С.А. Тихомиров, В.Н. Кшокшто, A.A. Турбан, A.A. Ищенко, A.B. Кулинич // Оптика и спектроскопия. - 2005. -Т. 99, № 1.-С. 55-61.

59. Воропай Е.С. Фотодипамическая лазерная терапия и диагностика областей локализации опухолей па основе новых типов сенсибилизаторов / Е.С. Воропай, М.П. Самцов, K.M. Каплевский, Д.Г. Мельников, Л.С. Лященко // Известия РАН. Серия физическая. "2007.-Т. 71, №1,-С. 145-149.

60. Самцов M.II. Спектрально-люминесцентные свойства индотрикарбоцианинового красителя в биотканях / М.П. Самцов, Е.С. Воропай, Д.Г. Мельников, JI.C. Лященко, A.A. Луговский, IO.I I. Истомин // Журнал прикладной спектроскопии. - 2010. - Т. 77, №3. - С. 438-444.

61. Baraldi I. Solvent influence on absorption and fluorescence spectra of merocyanine dyes: a theoretical and experimental study / I. Baraldi, G. Brancolini, F. Momicchioli, G. Ponterini, D. Vanossi // Chem. Phys. - 2003. - V. 288. - P. 309-325.

62. Adinicr Л. A spectroscopic study of the fluorcsccnce quenching interactions between biomcdically important salts and the fluorescent probe merocyanine 540 / A. Adinier, J. J. Aaron // Spectrochimica Acta Part A. - 2002. - V. 58. - P. 543-551.

63. Южаков В.И. Агрегация молекул красителей и её влияние на спектрально люминесцентные свойства растворов // Усн. Химии. - 1992. - 'Г. 61, № 6. - С. 1114-1141.

64. Ilerz А. II. Dye-dye interactions in solutions and AgBr surfaces // Photogr.Sci.Eng. — 1974. -V. 3.-P. 323-335.

65. Ilorng M.-L. Excited-state dynamics of polymer-bound j-aggregates / M.-L. Ilorng, E. L. Quitevis // J.Phys. Chem. - 1993. - V. 97. - P. 12408-12415.

66. Takahashi K. Picosecond kinetics of spectral sensitization by a J-aggregatcd dye on AgBr microcrystals / K. Takahashi, K. Obi, I. Tanaka, T. Tadaaki // Chcm.Phys.Lett. - 1989. - Vol. 154, №3,-P. 223-227.

67. Sheibe G. Polymerisation und polymcre Adsorption als Ursache neuartiger Absorptionsbandcn von organischen Farbstoffen / G. Sheibe, L. Kandler, II. Ecker//Naturwiss. - 1937. -V. 25, №5 -P. 75.

68. Jelley E.E. Molecular, Nematic and Crystal States of I: I-Diethyl—Cyanine Chloride / E.E. Jellcy//Nature. - 1937,-V. 139.-P. 631.

69. Кузнецов К.А. Генерация третьей гармоники в у'-агрегатах красителя, иммобилизованных в полимерной матрице / К.А. Кузнецов, Т.В. Лаитинская, Ю.Б. Мамаева, Е.А. Мамчиц, Е.Е. Махаева, А.Р. Хохлов, Б.И. Шапиро // Квантовая электроника. - 2004. - V. 34, №10. - С. 927-929.

70. Сорокин А.В. Оптические свойства и структура ./-агрегатов красителя JC-1 в растворах // БЮФ13ИЧПИЙ В1СПИК. - 2008. - Вып. 21, №2. - С. 115-121.

71. Курандина М.А. Спектральные особенности ./-агрегатов красителя в гомогенных и мицеллярных растворах. Спектральная сенсибилизация ПК AGBR ./-агрегатами в обратных мицеллах / М.А. Курандина, С.Б. Бричкин, В.Ф. Разумов // Структура и динамика молекулярных систем. Яльчик. - 2002. - Т. 1. — С. 305-308.

72. Tadaaki Т. Photographic Sensitivity: Theory and Mechanism / 'Г. Tadaaki. - Oxford: University Press, 1995.-P. 111-164.

73. Egorov V.V. Nature of the optical transition in polymcthine dyes and ./-aggregates // J. Chem. Phys. - 2002. - V. 116.-P. 3090-3103.

74. Emerson E.S. The geometrical structure and absorption spectrum of cyanine dyes aggregate / E.S. Emerson, M.A. Conline, A.E. Rosenoff et. al. //J. Phys. Chem. -1967. -V. 71. - P. 23962403.

1

75. Czikkely V. Light absorption and structure of aggregate of dye molecules / V. Czikkely,

II.D. Forstcrtling, II. Kuhn // Chcm. Phys. Lett. - 1970. -V. 6, №11. - P. 207.

76. Slavnova 'F.D. J-Aggregation of Anionic Ethyl meso-Thiacarbocyanine Dyes Induced by Binding to Proteins / 'F.D. Slavnova, I I. Gerner, A.K. Chibisov // J. Phys. Chem. В - 2007. - V.

III.-P. 10023-10031.

77. Gerner II. Kinetics of J-Aggregation of Cyanine Dyes in the Presence of Gelatin / H. Gerner, Л.К. Chibisov, 'F.D. Slavnova // J. Phys. Chem. B. - 2006. - V. 110. - P. 3917-3923.

78. Slavnova 'F.D. Kinetics of Salt-Induced J-aggrcgation of Cyanine Dyes / 'F.D. Slavnova, A.K. Chibisov, II. Gerner//J. Phys. Chem. A. -2005. -V. 109. - P. 4758^765.

79. Förster Th. Fluoreszenz Organischer Verbindungen / Th. Forster . - Gottingen: Vandenhoeck & Ruprecht, 1951 -312 c.

80. McRae E. G. A simple point dipole model for dimer formation / E.G. McRac, M. Kasha // J. Chem. Phys. - 1958. - V. 28. - P. 721-722.

81. Гулаков M.II. Влияние выборочной сольватации в бинарных смесях па фото физически с свойства цианиповых красителей: дис. ...капд. физ.-мат. наук / M.FI. Гулакон - Москва, 2004 - 128 с.

82. Барановский В.И. Квантовая механика и квантовая химия / В.И. Барановский. - М.: Издательский центр «Академия», 2008. - 384 с.

83. Ермаков А.И. Квантовая механика и квантовая химия / А.И. Ермаков. - М.: Издательство Юрайт; ИД Юрайт, 2010. - 555 с.

84. Давтяи O.K. Квантовая химия / O.K. Давтян - М.: Высшая школа, 1962. - 784 с.

85. Мак-Вини Р. Квантовая механика молекул / Р. Мак-Вини, Б.Сатклиф. -М.: Мир, 1972. -380 с.

86. Слейтер Дж. Электронная структура молекул /Дж. Слейтер. - М.: Мир, 1965. - 587 с.

87. Roothaan C.C.J. New Developments in Molecular Orbutal Theory // Rev. Mod. Phys. - 1951 -V.23-P. 69-78.

88. Козман У. Введение в квантовую химию / У. Козмап. - М.: ИЛ, 1960. - 560 с.

89. Хартри Д.Р. Расчёты атомных структур / Д.Р. Хартри. - М.: ИЛ, 1960. - 271 с.

90. Fock V. Naherungsmethode zur Losung des quantenmechanischen Mehrkorperproblems // Z. Phys. - ¡930. - V.61. - IM26-148.

91. Дорогап И.В. Теоретические методы исследования возбужденных состояний органических молекул // Ж. Рос. Хим. Об-ва им. Д.И. Менделеева. - 2007. - 'Г. LI, № 5. -С. 91-98.

92. Dreuw A. Single-Reference ab Initio Methods for the Calculation of Excited States of Large Molecules / A. Drcuw, M. I lead-Gordon // Chem. Rev. - 2005. - V. 105. - P. 4009-4037.

93. Broo A. Calculations and Characterization of the Electronic Spectra of DNA Bases Based on ab-initio MP2 Geometries of Different Tautomeric Forms / A. Broo and A. Holmcn // J. Phys. Chcm. A.-1997. - V. 101.-P. 3589-3600.

94. Mach P. Ab initio study of electronic spectra of merocyanine 540 and its photoproducts / P. Mach, J. Urban, J. Leszezynski // Int. J. Quantum Chem. -2002. -V. 87. - P. 265-269.

95. Runge E. Density-functional theory for time-dependent systems. / E. Runge, E.K.U. Gross // Phys. Rev. Lett. - 1984.-V. 52. - P. 997-1000.

96. Beeke A.D. Density-functional exchange-energy approximation 1 with corrcct asymptotic behavior. // Phys. Rev. A. - 1988. -V. 38. - P. 3098-3100.

97. Lee C. Development of the Collc-Salvctti correlation-energy formula into a functional of the electron density / C. Lee, W. Yang, R.G. Parr // Phys. Rev. B. - 1988. -V. 37. - P. 785-789.

98. Perdcw J.P. Generalized Gradient Approximation Made Simple / J.P. Perdew, K. Burke, M. Ernzcrhof// Phys. Rev. Lett. - 1996. -V. 77. -№ 18. - P. 3865-3868.

99. Vosko S.I I. Accurate spin-dependent electron liquid correlation energies for local spin density calculations: a critical analysis / S.I I. Vosko, L. Wilk, M. Nusair // Can. J. Phys. - 1980. -V. 58.-P. 1200-1211.

100. Becke A.D. Density-functional thermochemistry. 3. The role of exact exchange // J. Chem.Phys. - 1993. -V. 98. - P. 5648-5652.

101. Casida M.E. In Recent Advances in Density Functional Methods / M.E. Casida; edited by D.P. Chong. - Singapore: World Scientific, 1995. - Part I. - 155 p.

102. Van Lccuwcn R. Exchange-correlation potential with corrcct asymptotic behavior / R. Van Lccuwcn, E.J. Baerends // Phys. Rev. A. - 1994. - V. 49. - P. 2421-2431.

103. Tawada Y. A long-range-corrected time-dependent density functional theory / Y. Tawada, T. Tsuneda, S. Yanagisawa, T. Yanai, K. Ilirao // J. Chem. Phys. - 2004. - V. 120. - P. 84258433.

104. Baer R. Density functional theory with correct long-range asymptotic behavior / R. Baer, D. Neuhauscr // Phys. Rev. Lett. - 2005. - V. 94. - P. 043002-1-043002-4.

105. Yanai T. A new hybrid exchange-correlation functional using the Coulomb-attenuating method (CAM-B3LYP) / T. Yanai, D.P. Tew, N.C. Handy // Chcm. Phys. Lett. - 2004. - V. 393. -P. 51- 57.

106. Владимирова К.Г. Апроксимация обменного функционала и методе функционала плотности для оптимального описания основного и возбужденного состояний многоатомных молекул: дис. ...канд. физ.-мат. наук / К.Г. Владимирова. - Москва, 2010 -149 с.

107. Maitra N.T. Double excitations within time-dependent density functional theory linear response / N.T. Maitra, F. Zhang, R.J. Cave, K. Burke // J. Chem. Phys. - 2004. - V. 120. - P. 5932.

108. Губанов В.Л. Полуэмпиричсскис методы молекулярных орбиталей в квантовой химии / В.Л. Губанов, B.I I. Жуков, А.О. Литинский. - М.: Наука, 1976 - 219 с.

109. Клопман Г. Методы пренебрежения дифференциальным перекрыванием в теории молекулярных орбиталей / Г. Клопман, Р. Июне // Полуэмпирические методы расчёта электронной структуры. - М.: Мир, 1980 - Т. 1. - С.47-93.

110. Фрид К. Теоретические основы полуэмпиричсских теорий // Полуэмпирические методы расчёта электронной структуры. - М.: Мир. - 1980. - Т. 1. - С. 256-323.

111. Эллис Р. Возбуждённые электронные состояния органических молекул / Р. Эллис, Г. Джаффе //11олуэмпирические методы расчёта электронной структуры. - М.: Мир, 1980. -Т.2.-С.65-126.

112. Del Bene J. Use of Cndo method in Spectroscopy. Benzene, pyridine, diazines / J. Del Bene, H.I 1. Jaffc // J. Chem. Phys. - 1968. - V.48. - P. 1807-1818.

113. Артюхов В.Я. ЧПДП-метод со спектроскопической параметризацией / В.Я. Артюхов, А.И. Галеева// Изв. ВУЗов. Физика. - 1981. -№3. - С. 125.

114. Артюхов В.51. Спектроскопическая параметризация метода 411/1,11 / В.Я. Артюхов,

A.И. Галеева//Изв. ВУЗов. Физика, - 1986. - №11. - С. 96-100.

115. Артюхов В.Я. Пакет программ для расчётов электронной структуры, электронных спектров, внутри- и межмолскулярных взаимодействий в молекулах / В.Я. Артюхов, В.И. Данилова; Изв. ВУЗов СССР. Физика. - Томск, 1985. - Деп. в ВИНИТИ 12.11.85, № 71918-В.

116. Артюхов В.Я. Электронные спектры и фотопроцессы в молекулах ксантеновых красителей: дис. ...канд. физ.-мат. наук / В.Я. Артюхов. - Томск, 1987. - 128 с.

117. Грузинский В.В. Теоретическое определение спектрально-люминесцентных свойств сложных молекул с целыо выяснения их генерационной способности / В.В. Грузинский,

B.И. Данилова, Т.П. Копылова, Г.В. Майер, В.К. Шалаев // Квантовая электроника. - 1981. - № 8.-С. 1702-1707.

118. Майер Г.В. Теоретическое исследование процессов безызлучательной конверсии в конденсированной и газовой фазах: дис. ...канд. физ.-мат. паук / Г.В. Майер. - Томск, 1979. - 150 с.

119. Майер Г.В. Теоретическое исследование спектралыю-шомииссцентиых свойств пара-терфенила в различных фазовых состояниях / Г.В. Майер, В.Г1. Щербина // Оптика и спектроскопия, - 1982.-Т.52, Вып. 6.-С. 1068-1070.

120. Грузинский B.B. Спектрально-люмипесцснтпые свойства органических соединений с цепочкой ароматических и гетсроциклов / В.В. Грузинский, Г.В. Майер, K.M. Дегтяренко,

B.C. Черкасов // Оптика и спектроскопия. . - 1983. -Т.55, Вып.З. - С. 578-580.

121. Галеева Л.И. Спектры, фотофизические процессы и генерационная способность соединений на основе оксазола и оксадиазола в конденсированной и газовой фазах.: дис. ...канд. физ.-мат. наук / А.И. Галева. - Томск, 1986. - 1 88 с.

122. Майер Г.В. Орбитальная природа электронно-возбуждённых состояний, спектрально-люминесцентные свойства и лазерная активность р-электронных молекул.: дис. ...докт. физ.-мат. наук / Г.В. Майер. - Томск, 1987. - 360 с.

123. Майер Г.В. Процессы интеркомбипациоиной конверсии с участием высоковозбуждепных электронных состояний ароматических молекул / Г.В. Майер, A.B. Карыпов, O.K. Базыль, В .Я. Артюхов // Оптика и спектроскопия. - 1988. - Т.64, Вып. 5. -

C.1018-1020.

124. Кулипич A.B. Молекулярная и кристалличесая структура ди- и гсксаметинмероцианиновых красителей с положительной сольватохромисй -производных ЗН-индола и малононитрила / A.B. Кулинич, A.A. Ищенко, C.B. Шишкина, И.С. Коновалова, О.В. Шишкин // Журн. структурной химии. — 2007. — Т. 48, № 5. - С. 981-988.

125. Кашапова Э.Р. Исследование особенностей электронной структуры от геометрии некоторых мероцианиновых красителей / Э.Р. Кашапова // Материалы XI всероссийской конференции студентов и аспирантов «Химия и химическая технология в XXI веке». - г. Томск, 2010.-С. 308-310.

126. Базыль O.K. Электронная структура и внутримолекулярные фотофизические процессы катионов симметричных индополикарбоциапииовых красителей / O.K. Базыль,

B.Я. Светличный, В.Я. Артюхов, A.A. Ищенко // Оптика и спектроскопия. -2008. -№3. -

C. 370-379.

127. Кашапова Э.Р. Кваитово-химическое исследование связи спектрально-люмипссцентных свойств положительно сольватохромных мероцианиновых красителей на основе малононитрила с их строением / Э.Р. Кашапова, O.K. Базыль, В.А. Светличный, A.A. Ищенко, A.B. Кулинич// Оптика и спектроскопия. — 2011. — №1. — С. 11-22.

128. Кашапова Э.Р. Теоретическое исследование электронного строения и спектров поглощения мероцианиновых красителей на основе малононитрила / Э.Р. Кашапова, В.Я. Артюхов, Г.В. Майер // Квантово-химические расчеты: структура и реакционная способность органических и неорганических молекул: сборник научных статей. -Иваново: Иван. гос. ун-т, 2011. - С. 96-100.

129. Кашапова Э.Р. Спектрально-люминесцентные свойства бисцианинов / Э.Р. Кашапова., Г.В.Майср, В.Я. Артюхов // Молодежная школа-конференция с международным участием. «Лазеры и лазерные технологии», посвященная 50-летию создания первого лазера в мире. 'Груды школы-конференции (Томск, 22-27 ноября 2010 i-.).-Томск, 2010.-С. 97-99.

130. Кашапова Э.Р. Фотофизические процессы в бис-цианинах / Э.Р. Кашапова, Г.В. Майср, В.Я. Артюхов // VIII Всероссийский молодежный Самарский конкурс-конференция научных работ по оптике и лазерной физике: сборник конкурсных докладов (Самара, 17-20 ноября 2010 г.). - Самара, 2010. - С. 180-187.

131. Кашапова Э.Р. Электронные переходы в спектрах поглощения бисцианиновых красителей // Материалы XII Всероссийской научно-практической конференции с1удентов и молодых ученых с международным участием «Химия и химическая технология в XXI веке» (Томск, 11-13 мая 2011 г.). Т. 1. - Томск, 2011. - С. 280-282.

132. Бартроп Дж. Возбужденные состояния в органической химии / Дж. Бартроп, Дж. Койл. - Москва: Мир, 1978.-448 с.

133. Майср Г. В. Квантовая химия, строение и фотоника молекул / Г.В. Майер, В.И. Данилова // Томск: Изд-во Томск, ун-та, 1984. - 220 с.

134. Плотников В.Г. Природа электронно-возбужденных состояний и спектрально-люминесцентные свойства многоатомных молекул: Дис. ... докт. физ.-мат. паук. -Обнинск, 1980.-369 с.

135. Плотников В.Г. Фотофизические процессы и фотодиссоциация химических связей в многоатомных молекулах / В.Г. Плотников, В.А. Смирнов, М.В. Алфимов // Химия высоких энергий. -2007. - Т. 41, № 3. - С. 166-188.

136. Ермолаев B.JI. Пути деградации энергии электронного возбуждения органических молекул в рамках схемы Яблонского / B.JI. Ермолаев, Е. Б. Свешникова // Acta Phys. Pol. -1968,-V. 34-С. 771-790.

137. Мак-Глинн С. Молекулярная спектроскопия триплетного состояния / С. Мак-Глини, Т. Адзуми, М. Киносита-М.: Мир, 1978.-295 с.

138. Плотников В.Г.Процессы внутренней конверсии в ароматических примесных молекулах / В.Г.Плотников, В.А. Долгих // Оптика и спектроскопия. - 1977. - Т. 43, № 5. -С.882-890.

139. Плотников В.Г. Теоретические основы спектрально-люминесцентной систематики молекул / В.Г. Плотников // Успехи химии. -1980. - Т. 49, № 2. - С.327-361.

140. Плотников В.Г. Относительное положение ли и пк состояний молекул и их оптические свойства. IV. Вероятность синглет-триплетной конверсии при низких

температурах / В.Г. Плотников, Б.Л. Долгих, В.М. Комаров // Оптика и спектроскопия. -1977. - Т. 43, № 6. - С. 1972-1978.

141. Plotnikov Y.G. Regularities of processes of radiationless conversion in poly-atomic molecules / V.G. Plotnikov // Int. J. Quantum Chem. - 1979. - V. 16. - P. 527.

142. Ш-Sayed М.Л. Spin-orbital coupling and the radiationless processes in nitrogen hcterocycles // J. Chem. Phys. - 1963. - V. 38, №18. - P. 2834-2839.

143. Hamckall. The probabilities of triplet-singlet transitions in aromatic hydrocarbons and ketones /II. Ilameka, L. Oosterhoff// Mol. Phys. - 1958. -V. 1. - P. 358-371.

144. Майср Г.В. Процессы иптеркомбипациопной конверсии с участием высоковозбуждеппых электронных состояний / Г.В. Майср, В.Л. Карыпов, O.K. Базыль, В.Я.Артюхов//Оп пиши спектроскопия- 1988. -Т. 64,№5.-С. 1018-1020.

145. Майер Г.В. Спин-орбитальное взаимодействие лтг-состояний ароматических молекул / Г.В. Майср, В.Я. Артюхов, А.В. Карыпов //Оптика и спектроскопия. - 1989. - Т. 66, № 4. -С. 823-826.

146. Майср Г.В. Фотофизичсские процессы и генерационная способность органических соединений / Г.В. Майер. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 1992.

147. Артюхов В.Я. Трехцентровые интегралы одноэлектронного оператора спин-орбитального взаимодействия / В.Я. Артюхов, В.А. Помогаев // Изв. вузов. Физика. -2000.-Т. 43, №7.-С. 68-78.

148. Помогаев В.А. Спин-орбитальное взаимодействие в молекулярных комплексах нафталина с производными антрацена / В.А. Помогаев, В.Я. Артюхов // Журн. прикл. спектр.-2001.-Т. 68, № 2. - С. 192-197.

149. Артюхов В.Я. Процессы внутренней конверсии в полиаценах / В.Я. Артюхов, А.И. Галсева, Г.В. Майер, В.В. Пономарев // Оптика и спектроскопия. - 1997. -Т. 82, № 4. - С. 563-566.

150. Кашапова Э.Р. Теоретическое и экспериментальное исследование фотопроцессов в мероциапинах с различной длиной полиметиновой цепи / Э.Р. Кашапова, O.K. Базыль, В.А. Светличный // Сборник материалов IV Всероссийской конференции молодых ученых «Физика и химия высокоэпсргетичсских систем» (Томск, 22-25 апреля 2008 г.). - Томск, 2008.-С. 412-418.

151. Кашапова Э.Р. Исследование влияния структуры на свойства некоторых мероцианиновых красителей / Э.Р. Кашапова, O.K. Базыль, В.А. Светличный // Известия Томского политехнического университета. — 2010. - Т. 315, № 3. - С. 60-64.

152. Кашапова Э.Р. Спектрально-люминесцентные свойства, фотофизичсские процессы в мероцианиновых красителях с положительной и отрицательной сольватохромией / Э.Р.

Кашапова, O.K. Базыль, В.Л. Светличный // Сборник материалов V Всероссийской конференции молодых ученых «Физика и химия высокоэнергетических систем» (Томск, 22-25 апреля 2009 г.). - Томск, 2009. - С. 501-505.

153. Кашапова Э.Р. Фотофизические процессы в бис-циаиииах / Э.Р. Кашапова, Г.В. Майер, В.Я. Артюхов // Известия Самарского научного центра РАН. - 2011. - №4. - С. 595-600.

154. Владимирова К.Г. Моделирование структуры, спектров поглощения и цис-трапс-изомеризации тиакарбоцианиновых красителей / К.Г. Владимирова, А.Я. Фрейдзон, А.Л. Багатурьянц, Г.В. Захарова, А.К. Чибисов, М.В. Алфимов // Химия высоких энергий. -2008.-Т. 42, №4.-С. 317-324.

155. Артюхов В. Я. Изучение влияния фотоизомеризации на фотопроцессы в молекулах со стириловой группой / В. Я. Артюхов, Е. А. Синчсико // Оптика и спектроскопия. - 2003. -Т. 95, №2.-С. 230-235.

156. Плотников В.Г. Об инициировании процессов безызлучательной конверсии фотохимическими реакциями / В.Г. Плотников, Г.В. Майер // Оптика и спектроскопия. -1979. - Т.47, вып. 1. -С. 113-120.

157. Кашапова Э.Р. Влияние процесса транс-цис-фотоизомеризации на фотофизическис процессы молекул с нежесткой структурой на примере мероцианиповых красителей // Материалы молодежной конкурс-конференции «Фотопика и оптические технологии — 2010» (Новосибирск, 10-11 февраля 2010 г.). - Новосибирск, 2010. - С. 46-47.

158. Kashapova E.R. Quantum-chemical investigation of spectral-luminescent properties of some-polymethine bis-chromophores and bismerocyanines linked by butadiene skeleton / E.R. Kashapova, V.Ya. Artyukhov, G.V. Mayer // Сборник тезисов 3-го Международного симпозиума имени академика А.Н. Теренина «Молекулярная фотоника». - Репино -Сапкт-11етербург, 2012. - С. 101.

159. Теренип А.Н. Фотохимия красителей и родственных органических соединений/ А.Н. Терепин. - АН СССР. - M. ; JI. : Изд-во АН СССР, 1947-353 с.

160. Бахшиев II.Г. Спектроскопия межмолекуляриых взаимодействий / Н.Г. Бахшиев - Л.: Наука. 1972. - 265 с.

161. Непорент Б.С. О роли универсальных и специфических межмолекуляриых взаимодействий по влиянии растворителя на электронные спектры молекул / Б.С. Непорент. II.Г.Бахшиев // Оптика и спектроскопия. - 1960. - Т.8, №.6. - С.777-786.

162. Теренин А. I I. Фотоника молекул красителей и родственных органических соединений/A. I I. Теренин. - Л.: Наука, 1967. -616 с.

163. Tomasi J. Molecular Interactions in Solution: An Overview of Methods Based on Continuous Distributions of the Solvent / J. Tomasi, M. Pérsico // Chein. Rev. - 1994. - V. 94. -P.2027-2094.

164. Лртюхов В.Я. Программы расчета молекулярного электростатического потенциала // Ж. структ. химии. - 1978. - Т. 19. № 3. - С. 418-420.

165. Кашапова Э.Р. Зависимость протоноакцепторпых свойств некоторых мероциашшовых красителей от их строения / Э.Р. Кашапова, В.А. Светличный // Материалы X юбилейной всероссийской конференции студентов и аспирантов «Химия и химическая технология в XXI веке» (Томск, 13-15 мая 2009 г.). - Томск, 2009. - С. 162— 163.

166. Кашапова Э.Р. Кваптово-химичсское исследование связи структура-свойство некоторых донорно-акцепторных полиснов // Материалы молодежной конкурс-конференции «Фотоника и оптические технологии - 2011» (Новосибирск, 9-11 февраля 2011 г.).-Новосибирск, 2011.-С. 36-37.

167. Кашапова Э.Р. Электронно-возбужденные состояния и протоноакцепторпые свойства мероциашшовых красителей на основе барбитуровой кислоты // Материалы XIII Всероссийской научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием «Химия и химическая технология в XXI веке» (Томск, 14-17 мая 2012 г.). Т. 1. - Томск, 2012. - С. 249-251.

168. Кашапова Э.Р. Электронное строение и спектрально-люминесцентные свойства мероцианиновых красителей в модели континуальной сольватации / Э.Р. Кашапова, Г.В. Майер, В.Я. Лртюхов // Перспективы развития фундаментальных паук: труды VIII Международной конференции студентов и молодых ученых (Томск, 26-29 апреля 2012 г.). -Томск, 2012.-С. 305-308.

169. Кашапова Э.Р. Учет влияния растворителя на спектрально-люминесцентные свойства мероцианиновых красителей / Э.Р. Кашапова, В.Я. Арпохов, Г.В. Майер // Сборник материалов Восемнадцатой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-18). - Екатеринбург, 2012. - С. 341.

170. Кашапова Э.Р. Квантово-химическое исследование влияния структуры на спектрально-люминесцентные свойства и сольватохромию мероцианиновых красителей / Э.Р. Кашапова, Г.В. Майер, В.Я. Арпохов // Сборник тезисов XXIV конференции «Современная химическая физика». - Туапсе, 2012. - С. 77.

171. Чибисов А.К. Применение импульсного фотовозбуждения для исследования триплетных состояний органических веществ / А.К. Чибисов // Успехи химии. - 1970. -Т. 39, вып. 10.-С. 1886-1911.

172. Бепсансон Р. Флсш-фотолиз и импульсный радиолиз. Применение в биохимии и медицинской химии / Бенсаисон Р., Лэнд Э., Траскот 'Г. - Москва: Мир. - 1987. - 400 с.

173. Светличный В. А. Влияние поглощения из возбужденных состояний на генерационные характеристики полимстиновых красителей / В.А. Светличный, O.K. Базыль, О.Р. Кашапова, II.А. Деревяпко, А.А. Игцснко // Квантовая электроника. - 2009 -Т. 39, №8 - С. 739-744.

174. Kashapova E.R. Investigation of merocyanine M3 lasing characteristics correlation with photoproccss proceeding in molecule / E.R. Kashapova, O.K. Bazyl', V.A. Svetlichnyi // 9-ый российско-китайский симпозиум по лазерной физике и лазерным технологиям. - Томск, 2008. - С. 127-130.

175. Кашапова Э.Р. Спектрально-люминесцентные и нелинейно-оптические свойства бисцианиновых красителей / Э.Р. Кашапова // Материалы молодежной конкурс-конференции «Фотоника и оптические технологии - 2011» (Новосибирск, 9-11 февраля 2011 г.). - Новосибирск, 2011. - С. 36-37.

176. Кашапова Э.Р. Спектрально-люминесцентные и нелинейно-оптические свойства различных конформаций бисцианина / Кашапова Э.Р., Майер Г.В., Артюхов В .ял Перспективы развития фундаментальных наук: труды VIII Международной конференции студентов и молодых ученых (Томск, 26-29 апреля 2011 г.). - Томск, 2011. - С. 305-308.

177. Ibrayev N.Kh. Influence of interaction of chromophores, linked by the unconjugated chain, on the luminescence properties of biscyanine dyes / N.Kh. Ibrayev, A.A. Ishchenko, R.Kh. Karamysheva, I.E. Mushkalo // Journal of Luminescence. -2000. - V. 90. - P. 81-88.

Считаю своим долгом и приятной обязанностью выразить искреннюю благодарность следующим людям, чьи поддерэ/ска, ценные советы, замечания, плодотворные дискуссии и совместные научные исследования способствовали написанию данной работы:

- научному руководителю, профессору, д.ф.-м.н. В.Я. Артюхову за его руководство и многие ценные дискуссии;

-профессору, д.ф.-м.н. Г.В. Майеру за оказанную помощь при участии в конференциях и симпозиумах;

-к.ф.-м.н., доценту O.K. Базыль за помощь в освоении квантово-химических методов расчета и полезные дискуссии;

-к.ф.-м.н. В.А. Светличному за предоставленную возможность участия в экспериментальном исследовании и многие полезные дискуссии;

- всем коллегам лаборатории фотоники молекул Сибирского физико-технического института, а также сотрудникам кафедры оптики и спектроскопии физического факультета 'ГГУ, чьи поддержка и доброжелательность неоценимы

- инженеру СФТИ ТГУА.Н. Синельникову за помощь при оформлении работы.