Кинетика неравновесного сверхбыстрого фотоиндуцированного переноса заряда тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Михайлова Татьяна Владимировна

• Михайлова Татьяна Владимировна
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Михайлова Татьяна Владимировна

подход

1.2 Экспериментальные исследования кинетики рекомбинации зарядов в возбужденных донорно-акцепторных комплексах

1.3 Перенос протона. Связанные реакции переноса протона и электрона

1.3.1 Исторический аспект

1.3.2 Экспериментальные исследования реакций связанного переноса заряда

1.4 Заключение

2. Неравновесные эффекты в кинетике рекомбинации зарядов

в возбужденных донорно-акцепторных комплексах

2.1 Введение

2.2 Многоканальная стохастическая модель

2.3 Результаты компьютерного моделирования кинетики рекомбинации зарядов и их обсуждение

2.4 Фитинг экспериментальных данных

2.5 Заключение

3. Исследование кинетики сверхбыстрого фотоиндуцирован-

ного внутримолекулярного протонно-связанного переноса

электрона

3.1 Введение

3.2 Модель для описания реакции протонно-связанного переноса электрона

3.3 Численное моделирование кинетики протонно-связанного переноса электрона и обсуждение полученных результатов

3.4 Динамический эффект растворителя в реакциях протонно-связанного переноса электрона

3.5 Перенос заряда в производных акридин-диона

3.6 Заключение

4. Заключение

4.1 Основные результаты и выводы

4.2 Благодарности

Список использованной литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Кинетика неравновесного сверхбыстрого фотоиндуцированного переноса заряда»

Введение

Реакции переноса элементарного заряда (электрона, протона) являются ключевой стадией широкого спектра физических, биологических, химических процессов. Данная проблема интенсивно исследуется на протяжении 60 лет. В последние годы изучение данных проблем получило новый импульс по причине с расширения круга исследуемых явлений, связанных с органическими фотоэлементами и элементами молекулярной электроники, в которых перенос заряда играет центральную роль. С другой стороны, благодаря прогрессу лазерных технологий открылась возможность исследования кинетики сверхбыстрого переноса заряда. Для анализа и систематизации получаемых на современном этапе экспериментальных данных необходимо развитие новых теоетических подходов. До настоящего момента при анализе подобных данных широко использовались теоретические результаты, полученнные для термического переноса заряда, в то время как сверхбыстрый перенос заряда протекает в существенно неравновесных условиях. Закономерности реакций, протекающих в термических и нетермических условиях, могут сильно отличаться и даже могут быть противоположными. Знание закономерностей сверхбыстрых реакций необходимо для конструирования молекулярных устройств и усправления их работой. Таким образом, понимание основополагающих принципов и механизмов сверхбыстрых реакций позволяет настраивать и контролировать их динамику. Это может внести значительный вклад в проектирование устойчивых и возобновляемых источников энергии: устройств искусственного фотосинтеза, фотоэлектрохимических элементов и т.д.

Цель диссертационной работы: выявление микроскопических механизмов сверхбыстрого переноса заряда в донорно-акцепторных системах и разработка новых подходов к управлению его кинетикой, разработ-

ка математических моделей сверхбыстрого фотоиндуцированного переноса электрона и протона. Кроме этого, предполагается проведение численного моделирования кинетики сверхбыстрого переноса заряда, а также сравнение результатов моделирования с экспериментальными данными.

Методологические и теоретические основы исследования: в основу разрабатываемых моделей будет положена многоканальная стохастическая модель, подтвердившая свою эффективность на примере нескольких классов экспериментально исследованных реакций.

Научная новизна работы. В рамках диссертационного исследования впервые были выявлены следующие тренды и закономерности.

1. Моделирование кинетики сверхбыстрой рекомбинации зарядов (РЗ) в возбужденных донорно-акцепторных комплексах (ДАК) в рамках многоканальной стохастической модели выявило ряд новых закономерностей, свойственных лишь неравновесному переносу заряда (ПЗ), которые значительно отличаются от кинетических закономерностей ПЗ, протекающего в термическом режиме [1]. Установлено, что с ростом электронного матричного элемента динамический эффект растворителя (ДЭР) ослабевает для неравновесной РЗ, а в случае термических реакций - увеличивается.

2. Предложена модель для описания кинетики реакций протонно-связанного переноса электрона (ПСПЭ). Данный подход учитывает как динамику релаксации растворителя, так и реорганизацию внутримолекулярных низкочастотных и высокочастотных колебательных мод. Модель предполагает наличие трех диабатических состояний рассматриваемой системы, а также двух независимых коллективных координат. В пространстве коллективных координат процессу фотовозбуждения и протонно-связанному переносу электрона соответствуют две координаты реакции, угол между которыми является важной характеристикой, влияющей на кинетику процесса.

3. В результате исследования путем фитинга экспериментальных стационарных спектров поглощения и флуоресценции впервые были оценены характерные энергетические параметры систем с ПСПЭ, определяющие кинетику на каждой стадии реакции.

4. Численное моделирование кинетики ПСПЭ выявило значительное

влияние угла между координатами реакции на кинетику данной реакции. Показано, что значение угла между координатами реакции может быть определено, например, из данных о кинетике распада возбужденного состояния молекулярного соединения с ПСПЭ. Проведенное моделирование кинетики на основании данных фитинга энергетических параметров ПСПЭпоказало, чтореакция протекает преимущественно в неравновесном режиме.

5. Выполнено исследование ДЭР в реакциях сверхбыстрого ПСПЭ, протекающих в неравновесных условиях. Показано, что характерной чертой неравновесных реакций ПСПЭ является то, что наибольшая величина ДЭР наблюдатется в области сильной экзергоничности реакции, в области же слабой экзергоничности эффект мал.

6. Исследованы стационарные спектры производного соединения акридин-диона в апротонных и протонных растворителях. В рамках многоканальной стохастической модели посредством фитинга оценены основные энергетические параметры реакции ПЗ. Показано наличие у рассматриваемого соединения в спиртах двух возбужденных состояний, причем второе состояние является состоянием с нарушенной симметрией. Предложен способ верификации нескольких возбужденных состояний посредством одновременного фитинга стационарных спектров поглощения и излучения молекулы.

Практическая ценность работы. Выявленные новые закономерности, присущие сверхбыстрым реакциям разделения и рекомбинации зарядов, открывают новые возможности управления кинетикой фотоинду-цированного разделения зарядов и выходом продуктов. Поскольку фотоин-дуцированные реакции ПЗ являются важнейшими элементарными стадиями сложных реакций, выявление присущих им закономерностей является актуальным для создания эффективных новых технологий, математического и физического моделирования сложных биологических и химических процессов. Практическая значимость исследований ПЗ заключается в потенциальной возможности регулирования механизма этого процесса, что может быть применено в ряде современных технологий. Так, например, в последнее время во многих исследовательских центрах мира, в том числе и

нашей страны, расширяется разработка возобновляемых источников энергии на основе органических фотоэлементов. В современном мире в связи с истощением запасов ископаемого топлива поиск подобных альтернативных источников энергии явлется особенно актуальным.

Достоверность результатов и выводов. Используемая в работе многоканальная стохастическая модель для описания кинетики ПЗ позволяет корректно воспроизводить результаты экспериментов, что подтверждается сравнением результатов численного моделирования с представленными в литературе данными [2,3].

Положения и результаты, выносимые на защиту.

1. Зависимости величины ДЭР от основных параметров реакции для неравновесных и термических процессов не только сильно различаются, но и могут быть противоположными: для неравновесных реакций РЗ эффект сильный в области сильной экзергоничности и слабый - в области слабой экзергоничности, тогда как для термических реакций ДЭР сильный в области слабой экзергоничности и слабый - в области сильной экзергонично-сти. Область экзергоничности реакции, в которой ДЭР является сильным, служит надежным маркером режима реакции.

2. Угол между координатами реакции, соответствующих этапам фотовозбуждения системы и стадии формирования продукта реакции, является важным параметром, который оказывает значительное влияние на кинетику ПСПЭ. Вариация данного угла способна изменять неравновесный режим реакции ПСПЭ на термический.

3. Энергия реорганизации низкочастотных ядерных мод для фотоинду-цированного ПСПЭ может уменьшаться с ростом полярности среды.

4. Одновременный фитинг стационарных спектров поглощения и излучения молекулы позволяет выявить наличие нескольких флуоресцирующих состояний в случае сильного перекрывания их спектров.

Апробация работы. Материалы текущей диссертации докладывались автором на следующих конференциях: International Conference on Ultrafast Optical Science, ФИАН, (UltrafastLight, Москва, 2018, 2019, 2020 гг.), конференциях ВНКСФ-22 (Ростов-на-Дону, 2016 г.), ВНКСФ-23 (Екатеринбург, 2017 г.), региональных конференциях молодых исследователей

Волгоградской области 2016 - 2018, 2020, 2021 гг., Научной сессии ВолГУ 2019 г., XI Международной школе-конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (Уфа, 2020 г.), XII Международной научной конференции "Уфимская осенняя математическая школа-2021"(Уфа, 2021 г.). Результаты также были представлены на конференциях: The 28th International Conference on Photochemistry (ICP 2017, Strasbourg, France, 2017), The 27th International Symposium on Photochemistry (PhotoIUPAC-2018, Dublin, Ireland, 2018). Результаты, представленые в диссертации, вошли в научные отчеты по следующим грантам: РНФ "Теория нестационарных спектров в системах со сверхбыстрыми фотохимическими процессами"^ 1613-10122 с продлением на 2 года, РФФИ "Внутримолекулярный перенос электрона в возбужденных квадрупольных молекулах, нарушающий сим-метрию"№ 19-43-340003, "Проявление сверхбыстрых фотохимических процессов в нестационарных спектрах"№ 19-03-00175, "Механизмы нарушения симметрии в возбужденных квадрупольных молекулах"№ 20-53-00021, госзадание Минобрнауки РФ "Разработка параллельных алгоритмов и создание программного обеспечения для моделирования нелинейной динамики сплошных сред"№ 0633-2020-0003.

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 13 печатных работах, из них 5 статей в научных журналах, входящих в базы данных Web of Science и SCOPUS [4-8], издание с работой [7] также включено в перечень ВАК Минобрнауки РФ. ORCID профиль автора: 0000-0002-91350262.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка используемой литературы из 180 наименований, содержит 120 страниц текста, включая 31 рисунок и 9 таблиц.

ВО ВВЕДЕНИИ обоснована актуальность работы и темы исследования, сформулированы цели и задачи диссертационной работы. Отмечены практическая значимость диссертации, её научная новизна.Здесь же представлены основные положения, выносимые на защиту.

В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ обзорно представлено современное состояние теоретических и экспериментальных исследований реакций переноса

заряда на основе имеющихся на сегодняшний день работ по данной тематике.

Следующие главы являются оригинальными.

к»

ВО ВТОРОЙ ГЛАВЕ в рамках многоканальной стохастической модели выполнено исследование кинетики рекомбинации зарядов в полярных растворителях. Рассмотрено ввлияние динамических характеристик полярного растворителя на кинетику РЗ в возбужденных ДАКах. Выполнен фитинг имеющихся экспериментальных данных для скорости РЗ в растворителях с разной вязкостью. Предложен механизм верификации режима реакции в ДАКах на основе выявленных сходств и различий в зависимостях для термических и нетермических реакций.

к»

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ предложена теоретическая модель для описания фотоиндуцированного внутримолекулярного протонно-связанного переноса электрона. Модель включает три диабатических состояния рассматриваемой системы, а также две независиме коллективне координаты. В пространстве коллективных координат процессу фотовозбуждения и протонно-связанному переносу электрона соответствуют две координаты реакции. Координаты реакции являются зависимыми друг от друга, что определяется величиной угла между ними. Посредством чис-леного моделирования исследована кинетика ПСПЭ и сформулирован ряд тенденций, присущих данным реакциям. Проведена численная аппроксимация экспериментальных стационарных спектров абсорбции и флуоресценции соединений, в которых возможен ПСПЭ. Для подтверждения адк-ватности применимости разработанного подхода к описанию ПСПЭ результаты численного моделирования (о затухании флуоресценции возбужденного состояния) сравниваются с имеющимися экспериментальными данными [9].Также проведено исследование проявления динамического эффекта растворителя в неравновесных реакциях ПСПЭ.

Помимо этого, в данной главе путем фитинга экспериментальных стационарных спектров молекулы октагидроакридино[4,3-с]акридин-1,9 (2Н, 5Н) диона, в которой возможен ассиметричный фотоиндуциро-ванный ПЗ [8], оценены характерные энергетические параметры реакции в апротонных и протонных растворителях. Это позволяет предложить мо-

дель для количественного описания кинетики ПЗ в подобных системах. Предложен способ верификации наличия нескольких возбужденных состояний исследуемого соединения посредством одновременного фитинга стационарных спектров абсорбции и эмиссии.

1 Теоретические модели для описания реакций переноса элементарного заряда. Современное состояние

1.1. Модель Маркуса. Закон «энергетической щели»

Теории, описывающие кинетику переноса электрона, были разработаны уже в первой половине XX века. Крупнейшим прорывом стала теория переноса электронов в растворах, сформулированная Рудольфом Маркусом в 1956 году [10, 11]. Теория Маркуса является первой теорией, позволившей дать количественное описание адиабатических реакций внешне-сферного ПЭ в полярных растворителях. В рамках континуальной модели Рудольф Маркус смог корректно учесть влияние поляризации среды на ПЭ, используя лишь одну характеристику - энергию активации реакции:

(АС + Егт)2 Еа = 1ЁГ- (Ы)

-'гт

Выражение для энергии активации реакции играет важную роль в теории ПЭ в полярных растворителях, так как связывает скорость ПЭ кЕТ с двумя основными параметрами реакции - параметром экзергонично-сти (—А С) и энергией реорганизации полярной среды (Егт), окружающей донорно-акцепторную (ДА) пару.

Согласно известному в кинетике химических реакций закону Ар-рениуса скорость химической реакции к может быть записана как

к = А ехр {Еа/кв Т} (1.2)

Здесь Еа определяет высоту активационного барьера, кв - постоянная Больцмана, Т - температура. В рамках модели Маркуса для скорости ПЭ было записано следующее соотношение:

кЕТ = ад-,,*)«* {-^ЁЙв (13)

Данное соотношение называется законом «энергетической щели» Маркуса для реакций ПЭ в полярных средах. Оно определяет достаточно узкую область значений параметра экзергоничности реакции —АС, в которой фактически реализуется ПЭ. Предэкспоненициальный множитель в (1.3) зависит как от расстояния, на которое переносится электрон, так и от параметра электронной связи Уе1. В случае больших расстояний между донором и акцептором множитель к0(г, ^о) может быть рассчитан в рамках теории возмущений [10].

Закон «энергетической щели» предсказывает квадратичную зависимость логарифма константы скорости ПЭ 1п(квт) от параметра экзер-гоничности реакции: реакция протекает медленно в областях сильной и слабой экзергоничности, а максимум скорости наблюдается в промежуточной области при —АС = Егт (безактивационный ПЭ). В области слабой экзергоничности (—АС < Егт) скорость реакции растёт с увеличением параметра экзергоничности —АС; данная реакционная область в литературе получила название "нормальной области Маркуса". В области же сильной экзергоничности (—АС > Егт) в соответствии с законом Маркуса должно наблюдаться парадоксальное увеличение энергии активации и, следовательно, уменьшение скорости ПЭ при переходе к процессам, более выгодным энергетически (т.н. "инвертированная область Маркуса").

Закон «энергетической щели» противоречил представлениям о монотонном изменении скорости реакции с ростом величины параметра экзергоничности, основанным на сформулированном в 1924 году Бренстедом на основе большого эмпирического материала [12] принципе линейной зависимости свободных энергий. Изначально закон «энергетической щели» воспринимался со скептицизмом, так как все предшествующие экспериментальные данные свидетельствовали о существовании только нормаль-

ной области. Это было подкреплено многочисленными исследованиями А. Веллера и его коллег [13-16]. Результаты исследований Д. Рема и А. Вел-лера [14] по бимолекулярному тушению флуоресценции в различных ДА-системах поставили под сомнение существование инвертированной области Маркуса. В данной серии экспериментов было показано, что скорость бимолекулярного фотоиндуцированного РЗ возрастает с увеличением экзер-гоничности реакции вплоть до значений, характерных для режима диффузионного контроля, а константа скорости остается практически неизменной даже в области наибольшей экзергоничности (так называемое рем-веллеровское плато). Подобные результаты находились в очевидном противоречии с законом «энергетической щели», предсказанным Маркусом.

Поиск экспериментального подтверждения существования инвертированной области Маркуса в реакциях ПЭ растянулся на 30 лет. Только в середине 80-х годов появились эксперименты по реакциям внутримолекулярного ПЗ, которые однозначно подтвердили не только существование инвертированной области Маркуса, но и колоколообразный вид закона «энергетической щели» [17]. Благодаря экспериментальному подтверждению закона «энергетической щели» в 1992 году Р. Маркус стал лауреатом Нобелевской премии по химии «За вклад в теорию реакций ПЭ в химических системах».

Закон «энергетической щели» Маркуса свойственен не только внутримолекулярному переносу электрона в жидких средах: многочисленные эксперименты показали, что закон «энергетической щели» наблюдается в межмолекуляроном переносе электрона в твердых телах, а также в жестких системах с неподвижными реагентами [18]. Некоторое время назад ко-локолообразная зависимость скорости ПЭ от параметра экзергоничности экспериментально была зафиксирована и для межмолекулярного ПЭ между ароматическими аминами (Э) и кумаринами (А) в мицеллярном растворе [19]. Исследования также показали, что инвертированная зависимость скорости от величины параметра экзергоничности наблюдается и в реакциях переноса протона [13].

АО, эВ

Рис. 1.1: Колоколообразная зависимость скорости внутримолекулярного ПЭ между ионами фенилбензола (донор) и акцепторами, связанными молекулярным мостиком, от параметра экзергоничности реакции [17].

1.1.1. Дальнейшее развитие теорий ПЭ. Стохастический подход

В 1959 г. В.Г. Левич и Р.Р. Догонадзе впервые выполнили полностью квантово-механический расчет константы скорости внешнесферной реакции ПЭ в неадиабатическом пределе [20]. В рамках работы было использовано приближение, согласно которму среда (растворитель) моделировалась одним гармоническим осциллятором с фиксированной частотой, и вероятность перехода рассчитывалась в полуклассическом приближении для одночастотной модели [21]. В дальнейшем квантово-механическая теория была распространена на электрохимические реакции ПЭ на металлах, полупроводниках и тонких полупроводниковых пленках [22]. В 1967 г. Р.Р. Догонадзе и А.М. Кузнецову в рамках квантового подхода с использованием модели гармонических колебаний удалось учесть также изменение

внутримолекулярного строения реагентов [23]. Данная модель в дальнейшем была использована и для расчета константы скорости реакции переноса протона [24].

Значительным достижением теории ПЭ было обобщение развитых подходов на адиабатические реакции. В работе [25] в рамках осцилляторной модели среды А.М. Кузнецов нашел явное выражение для предэкспонеци-ального множителя константы скорости адиабатической реакции, записав ее через комплексную диэлектрическую проницаемость растворителя. В дальнейшем модели были обобщены для учета реорганизации квантовых высокочастотных (ВЧ) внутримолекулярных колебаний [23]. Использование в работах [20,21] простейших моделей элементарного химического процесса доказало значительную роль, которую играют динамические свойства растворителя, и, таким образом, последующее развитие теорий ПЭ в полярных средах было связано именно с учетом влияния характеристик растворителя на кинетику реакции.

В 1980-х годах Л.Д. Зусманом [26, 27] был предложен новый стохастический подход для описания реакций ПЭ. Теория Зусмана во многом опиралась на работы Р. Маркуса [10,11], в которых были сформулированы основные механизмы реакции, показана роль диэлектрической поляризации среды и предложены методы расчета энергетики реакции.

В рамках стохастического подхода константа скорости ПЭ имеет вид [26]:

(1 + д) П\! ЕгтквТ где д - параметр неадиабатичности Зусмана:

К' 1 ¥ — (1.4)

кеъ = ,л ]е[ л ^ ^ ехр

Еа

кв Т

ть

9 = -щ-

11

+

■/гт |

(1.5)

|АС + Егт\ |АС — Ег Ть - время продольной релаксации полярного растворителя, Еа - энергия активации реакции. Соотношение для ке1 получено в предположении больших энергий активации и применима при малых значениях электронного матричного элемента УеI:

V* < кв Т

(1.6)

ть ъквТ1/2

< 1 (1.7)

-'гт

Нкв Т Ег

На основе данной теории были сформулированы следующие важные выводы [26]: (1) для растворо-контролируемого предела (д ^ 1) константа скорости ПЗ обратно пропорциональна времени продольной релаксации растворителя квт ~ ть; (2) при увеличении электронного матричного элемента Уе1 константа скорости ПЗ квт выходит на насыщение; (3) верхний предел для скорости квт в полярных растворителях с Егт ~ 1 эВ достигается в безактивационной зоне и стремится к величине 1/ть.

Данные выводы частично были подтверждены серией экспериментов [28-32]. В работе [33] было показано, что скорость реакции может контролироваться динамикой растворителя как в нормальной (|АС| < Егт), так и в инвертированной (|АС| > Егт) области. Это качественно согласуется с результатами вышеупомянутых экспериментов [28-32], в которых для безактивационных внутримолекулярных реакций ПЭ была установлена линейная корреляция между скоростью реакции и наименьшей частотой релаксации растворителя. Однако заметим, что эксперименты [28-32] проводились в спиртах, не являющихся дебаевскими растворителями.

Несколько позже в ходе дальнейшего изучения динамики ПЗ в полярных средах было показано следующее: релаксационная динамика большинства растворителей характеризуется как минимум двумя временами Тг,г = 1, 2. Эти времена связаны с различным типом движения молекул -инерционным (г1) и диффузионным (т2). Характерные времена диффузионной релаксации ряда растворителей приведены в таблице 1.1. Было выявлено, что связанное с инерционной модой время сверхбыстрой релаксации практически не зависит от вязкости растворителя, в то время как время диффузионной моды демонстрирует противоположную тенденцию.Таким образом, варьирование растворителя могло оказывать значительное влияние на скорость переноса и рекомбинации зарядов в ДА-системах, на основе чего были проведены несколько экспериментов с ДАКами, помещенными

Таблица 1.1: Характерное время продольной релаксации для полярных растворителей [2].

Растворитель Т2, ПС

ACN (ацетонитрил) 0.26

VaCN (валеронитрил) 0.83

ACE (ацетон) 4.7

EtAC (этил ацетат) 2.62

в различные полярные среды [2].

При наличии нескольких времен автокорелляционная функция, измеряемая экспериментально по зависящему от времени стоксовскому сдвигу, приобретает вид:

N

X (г) = 2Егткв Т ^ хге—/т^, (1.8)

%=1

где - вес, определяющий вклад релаксационной моды среды с временем Т1 (г = 1, 2,...,Ы) в энергию реорганизации, Ег т - полная энергия реорганизации среды.

Позже, например, было установлено, что скорость ПЭ может превышать верхний предел 1/тх в сотни раз [34]. В ходе анализа экспериментальных данных было показано, что ДЭР наблюдается только для термических реакций ПЭ, протекающих в нормальной области Маркуса (|АС| < Егт). На основе этого М. Биксон и Дж. Джотнер [35] сделали вывод, что стохастические теории ПЭ, основанные на определяющей роли реорганизации среды [2,36-44], применимы только в нормальной области Маркуса. Для описания кинетики ПЭ в безактивационной (|АС| = Егт) и инвертированной (|АС| > Егт) областях они предложили использовать подходы, основанные на расчете скорости в рамках «золотого» правила Ферми [35]. В данной модели динамические свойства среды не учитывались, а реорганизация всех классических колебательных степеней свободы описывалась в терминах усредненных факторов Франка-Кондона. Большим недостатком использования различных моделей для описания ди-

Таблица 1.2: Параметры колебательных высокочастотных мод для ПЗ в комплексе гексаметилбензол/тетрацианоэтилен [45].

а Ша, эВ За

1 0.0558 0. 1176

2 0.0672 0.0129

3 0.0744 0.0239

4 0.1188 0.0706

5 0.1602 0.2196

6 0.1722 0.0863

7 0.1782 0.0353

8 0.9323 0.6941

9 0.1947 0.0706

10 0.2755 0.2862

намики ПЗ являлось отсутствие возможности проследить переход между растворо-контролируемым и неадибатическим режимами. Скорость ПЗ в модели Джотнер-Биксона, учитывающая реорганизацию внутримолекулярных ВЧ колебаний ДА-системы, имеет вид [35]:

7.

п

К?

кст = л,

^ V Е^тквТ

Е

П

е-$а С<Па

Па!

хехр

АСсК + Егт + ПаШ-с 4Егткв Т

(1.9)

где = Егуа/НО.а - фактор Хуанга-Рис, &а, Егиа - частота и энергия реорганизации а-той колебательной моды комплекса. Параметры колебательных ВЧ мод для ПЗ в комплексе гексаметилбензол-тетрацианоэтилен приведены в таблице 1.2 [45].

1.2. Экспериментальные исследования кинетики рекомбинации зарядов в возбужденных донорно-акцепторных комплексах

Успешные разработки теоретических моделей, способных описать влияние динамических свойств растворителя на кинетику ПЗ в ДА-системах в полярных средах [10,11,26,27], инициировали дальнейшие многочисленные экспериментальные и теоретические исследования данного класса процессов [35-40,46-54].

В настоящее время теория Маркуса успешно применяется для описания процессов ПЗ в различных системах. Тем не менее, закон «энергетической щели» Маркуса нельзя назвать универсальным. Процесс рекомбинации зарядов в возбужденных ДАКах, протекающих после возбуждения полосы поглощения с переносом заряда, является одним из типов реакций, для которых параболическая зависимость закона «энергетической щели» не наблюдается.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Михайлова Татьяна Владимировна, 2022 год

Список использованной литературы

1. Yudanov V.V., Mikhailova V.A., Ivanov A.I. Manifestation of the dynamic properties of the solvent in electron transfer reactions. // Russ. J. Phys. Chem. B. — 2013. — Vol. 7, no. 3. —P. 187-195.

2. Nicolet O., Vauthey E. Ultrafast nonequilibrium charge recombination dynamics of excited donor-acceptor complexes. // J. Phys. Chem. A. — 2002. — Vol. 106, no. 23. — P. 5553 - 5562.

3. Hsieh C.-C., Cheng Y.M., Hsu C.J. et al. Spectroscopy and femtosecond dynamics of excited-state proton transfer induced charge transfer reaction. // J. Phys. Chem. A. — 2008. — Vol. 112, no. 36. — P. 8323-8332.

4. Mikhailova T.V., Mikhailova V.A., Ivanov A.I. Dynamic solvent effect on ultrafast charge recombination kinetics in excited donor-acceptor complexes. // J. Phys. Chem. B. — 2016. — Vol. 120, no. 46. — P. 1198711995.

5. Mikhailova T.V., Mikhailova V.A., Ivanov A.I. Verification of nonequilibrium mechanism of ultrafast charge recombination in excited donor-acceptor complexes. // J. Phys. Chem. B. — 2017. — Vol. 121, no. 17. — P. 4569-4575.

6. Mikhailova T.V., Mikhailova V.A., Ivanov A.I. Modeling kinetics of ultrafast photoinduced intramolecular proton-coupled electron transfer. // J. Phys. Chem. C. — 2018. — Vol. 122, no. 44. — P. 25247-25259.

7. Mikhailova T.V., Mikhailova V.A., Ivanov A.I. Dynamic solvent effect in reactions of photoinduced intramolecular proton-coupled electron transfer. // Russ. J. Phys. Chem. A. — 2019. — Vol. 92, no. 12. — P. 2521- 2527.

8. Bondarev S.L., Raichenok T.F., Tikhomirov S.A., Kozlov N.G., Ivanov A.I., Mikhailova T.V. Symmetry breaking in an excited quadrupolar acridine-dione derivative driven by hydrogen bonding. // J. Phys. Chem. B. — 2021. — Vol. 198. — P. 8117- 8124.

9. Hsieh C.-C., Jiang C. M., Chou P.-T. Recent experimental advances on excited-state intramolecular proton coupled electron transfer reaction. // Acc. Chem. Res. — 2010. — Vol. 43, no. 10. — P. 1364-1374.

10. Marcus R.A. On the theory of oxidation-reduction reactions involving electron transfer. // J. Chem. Phys. — 1956. — Vol. 24, no. 5. — P. 966978.

11. Marcus R.A. On the theory of electron transfer reactions. VI. Unified treatment for homogeneous and electrode reactions. // J. Chem. Phys. — 1965. — Vol. 43, no. 2. — P. 679 - 701.

12. Hammett L.P. Physical organic chemistry. — McGraw-Hill, 1940. 440P.

13. Weller A. Exciplex and radical pairs in photochemical electron transfer. // Pure Appl. Chem. — 1982. — Vol. 54. — P. 1885-1888.

14. Rehm D., Weller A. Kinetics of fluorescence quenching by electron and h-atom transfer. // Isr. J. Chem. — 1970. — Vol. 8. — P. 259-271.

15. Knibbe H., Rehm D., Weller A. Intermediates and kinetics of fluorescence quenching by electron transfer. // Ber. Bunsenges. — 1986. — Vol. 72. — P. 257-263.

16. Leonhart H., Weller A. Detection of short-life intermediate products in the fluorescence extinction. // J. Phys. Chem. B. — 2009. — Vol. 113. — P. 14545-14548.

17. Miller J. R., Calcaterra L., Closs G.L. Intramolecular long-distance electron transfer in radical anions. the effects of free energy and solvent on the reaction rates. // J. Am. Chem. Soc. — 1984. — Vol. 106, no. 10. — P. 3047-3049.

18. Miller J.R. Intermolecular electron-transfer by quantum-mechanical tunneling. // Science. — 1975. — Vol. 189. — P. 221-222.

19. Kumbhakar M., Nath S., Pal H. et al. Photoinduced intermolecular electron transfer from aromatic amines to coumarin dyes in sodium dodecyl sulphate micellar solutions. // J. Chem. Phys. — 2003. — Vol. 109, no. 1. — P.

221-222.

20. Левич В.Г., Догонадзе P.P. Теория безызлучательных электронных переходов между ионами в растворах. // ДАН СССР. — 1959. — Т. 124.

— С. 123 - 126.

21. Левич В.Г., Догонадзе P.P. Адиабатическая теория электронных процессов в растворах. // ДАН СССР. — 1960. — Т. 133. — С. 158 -161.

22. Догонадзе Р.Р., Кузнецов А.М. Кинетика гетерогенных химических реакций в растворах. Итоги науки и техники. ВИНИТИ. Москва. 1975.

23. Догонадзе P.P., Кузнецов A.M. Влияние изменений в первой координационной сфере иона на скорость реакции. // Электрохимия. — 1967. — С. 1324 - 1330.

24. Levich V.G., Dogonadze R.R., German E.D. et al. Theory of homogeneous reactions involving proton transfer. // Electrochimica Acta. — 1970. — Vol. 15, no 2. — P. 363 - 367.

25. Кузнецов A.M. К расчету вероятности переноса электрона в полярной среде. // Электрохимия. —1971. —Т. 7. —С. 1067 - 1069.

26. Zusman L. Outer-sphere electron transfer in polar solvents. // Chem. Phys.

— 1980. — Vol. 49, no. 2. — P. 295-304.

27. Зусман Л.Д. Динамические эффекты растворителя в реакциях переноса электрона. // Успехи химии. —1992. —Т. 61. —С. 29-47.

28. Huppert D., Kanety H., Kosower E. Kinetics and mechanism of intramolecular electron transfer in solution. // J. Chem. Soc. Faraday Trans.

— 1982. — Vol. 74, no. 2. — P. 161-175.

29. Huppert D., Kosower E. Solvent motion controls the rate of intramolecular electron transfer in solution. // Chem. Phys. Lett. — 1983. — Vol. 96. — P. 433-435.

30. Huppert D., Rentzepis P. Pressure dependence of excited-state intramolecular electron-transfer dynamics in polar solvents. // J. Phys. Chem.

— 1988. — Vol. 92. — P. 5466-5469.

31. Huppert D., Ittah V., Kosower E. New insights into the mechanism of fast intramolecular electron transfer. // Chem. Phys. Lett. — 1988. — Vol. 144. — P. 15-23.

32. Huppert D., Ittah V., Masad O, Kosower E.P. Fast non-exponential intramolecular electron transfer reactions in pentanediol solutions. // Chem. Phys. Lett. — 1988. — Vol. 150. — P. 349-356.

33. Rips I., Jortner J. Outer sphere electron transfer in polar solvents. activationless and inverted regimes. // J. Chem. Phys. — 1987. — Vol. 87, no. 4. — P. 6513-6519.

34. Akesson E., Walker G.C., Barbara P.F. Dynamic solvent effects on electron transfer rates in the inverted regime: Ultrafast studies on the betaines. // J. Chem. Phys. — 1991. — Vol. 95, no. 6. — P. 4188-4194.

35. Bixon M., Jortner J. Electron transfer - from isolated molecules to biomoleculs // Adv. Chem. Phys. — 1999. — Vol. 106. — P. 32 - 35.

36. Rips I., Jortner J. Activationless solvent controlled electron transfer. // J. Chem. Phys. — 1988. — Vol. 88. —P. 818-822.

37. Jortner J., Bixon M. Intramolecular vibrational excitations accompanying solvent-controlled electron transfer reactions. // J. Chem. Phys. — 1988. — Vol. 88, no. 1. — P. 167-170.

38. Onuchic J.N., Wolynes P.G. Classical and quantum pictures of reaction dynamics in condensed matter: resonances, dephasing, and all that. // J. Phys. Chem. — 1988. — Vol. 92. — P. 6495-6503.

39. Zusman L.D. The dynamic effects of the solvent in electron transfer reactions // Russ. Chem. Rev. — 1992. — Vol. 61, no. 2. — P. 15-24.

40. Jortner J., Bixon M. Electron transfer: From isolated molecules to biomolecules. // Adv. Chem. Phys. — 1999. — Vol. 106. — P. 35-202.

41. Asahi T., Mataga N. Charge recombination process of ion pair state produced by excitation of charge-transfer complex in acetonitrile solution.

essentially different character of its energy gap dependence from that of geminate ion pair formed by encounter between fluorescer and quencher. // J. Phys. Chem. — 1989. — Vol. 93, no. 18. — P. 6575-6578.

42. Yao H., Okada T., Mataga N. Solvation-induced charge separation in the excited state of composite systems with identical halves and intramolecular excimer formation by recombination: Picosecond laser photolysis studies on

I,2-dianthrylethanes. // J. Phys. Chem. — 1989. — Vol. 93, no. 21. — P. 7388-7394.

43. Segawa H., Takehara C., Honda K. et al. Photoinduced electron-transfer reactions of porphyrin heteroaggregates: Energy gap dependence of an intradimer charge recombination process. // J. Phys. Chem. — 1992. — Vol. 96, no. 2. — P. 503-506.

44. Asahi T., Ohkobchi M., Mataga N. Energy gap dependences of charge recombination processes of ion pairs produced by excitation of chargetransfer complexes: Solvent polarity effects. // J. Phys. Chem. — 1993. — Vol. 97. — P. 13132 - 13137.

45. Feskov S.V., Ionkin V.N., Ivanov A.I. et al. Solvent and spectral effects in the ultrafast charge recombination dynamics of excited donor-acceptor complexes. // J. Phys. Chem. A. — 2008. — Vol. 112, no. 4. — P. 594601.

46. Calef D.E., Wolynes P.G. Classical solvent dynamics and electron transfer. I. continuum theory. // J. Phys. Chem. — 1983. — Vol. 87, no.18. — P. 33873400.

47. Calef D.E., Wolynes P.G. Classical solvent dynamics and electron transfer.

II. Molecular aspects. // J. Chem. Phys. — 1983. — Vol. 78, no. 1. — P. 470482.

48. Garg A., Onuchic J.N., Ambegaokar V.J. Effect of friction on electron transfer in biomolecules. // J. Chem. Phys. — 1985. — Vol. 83, no. 9. — P. 4491-4503.

49. Frauenfelder H., Wolynes P.G. Rate theories and puzzles of hemeprotein kinetics. // Science. — 1985. — Vol. 229, no. 4711. — P. 337-345.

50. Onuchic J.N. Effect of friction on electron transfer: The two reaction coordinate case. // J. Chem. Phys. — 1986.—Vol. 86. — P. 3925-3943.

51. Rips I., Jortner J. Dynamic solvent effects on outer sphere electron transfer. // J. Chem. Phys. — 1987. — Vol. 87. — P. 2090-2104.

52. Rips I., Jortner J. Outer sphere electron transfer in polar solvents. activationless and inverted regimes. // J. Chem. Phys. — 1987. — Vol. 87. — P. 6513-6519.

53. Beratan D. N., Onuchic J. N. Adiabaticity and nonadiabaticity in bimolecular outersphere charge transfer reactions. // J. Chem. Phys. — 1988. — Vol. 89. —P. 6195-6203.

54. Hynes J. Outer-sphere electron transfer reactions and frequency- dependent friction. // Phys. Chem. — 1986. — Vol. 90. — P. 3701-3706.

55. Asahi T., Mataga N. Femtosecond-picosecond laser photolysis studies on the dynamics of excited charge-transfer complexes: Aromatic hydrocarbon-acid anhydride, -tetracyanoethylene, and - tetracyanoquinodimethane systems in acetonitrile solutions. // J. Phys. Chem. — 1991. — Vol. 95, no. 5. — P. 1956-1963.

56. Nicolet O., Vauthey E. Ultrafast nonequilibrium charge recombination dynamics of excited donor-acceptor complexes. // J. Phys. Chem. A. — 2002. — Vol. 106, no. 23. — P. 5553-5562.

57. Weller A. Quantitative untersuchungen der fluoreszenzumwandlung bei naphtholen. // Z. Elektrochem. Ber. Bunsen-Ges. Phys. Chem. — 1952. — Vol. 56, no. 7. — P. 662-668.

58. Kumpulainen T. , Lang B. , Rosspeintner A., Vauthey E. Ultrafast elementary photochemical processes of organic molecules in liquid solution. // Chem. Rev. — 2017. — Vol. 117, no. 16. — P. 10826-10939.

59. Hammes-Schiffer S., Stuchebrukhov A. A. Theory of coupled electron and

proton transfer reactions. // Chem. Rev. — 2010. — Vol. 110, no. 12. — P. 6939-6960.

60. Markle F.T., Zhang M.-T., Santoni M.-P. et al. Proton-coupled electron transfer in a series of ruthenium-linked tyrosines with internal bases: Evaluation of a tunneling model for experimental temperature-dependent kinetics. // J. Am. Chem. Soc.—2016. — Vol. 120, no. 35. — P. 9308- 9321.

61. Marcus R.A. Energetic and dynamical aspects of proton transfer reactions in solution. // Faraday Symposia of the Chemical Society. — 1975. — Vol. 10. —P. 60-68.

62. Dogonadze R.R., Kuznetsov A., Levich V.G. Theory of hydrogen-ion discharge on metals: Case of high overvoltage. // Electrochimica Acta. — 1968. — Vol. 13. — P. 739-742.

63. Dogonadze R.R., Kuznetsov A., Levich V. G. Quantum theory of the hydrogen overpotential. // Elektrokhimiya. — 1967. — Vol. 3. — P. 10351044.

64. Bell R.P. The Proton in Chemistry. // The Proton in Chemistry. — Chapman and Hall, 1973.

65. Borgis D., Hynes J. Curve crossing formulation for proton transfer reactions in solution. // J. Phys. Chem. — 1996.—Vol. 100, no. 4. — P. 1118 - 1128.

66. Kiefer P., Hynes J. Theoretical aspects of tunneling proton transfer reactions in a polar environment. // J. Phys. Org. Chem.—2010. — Vol. 23, no. 7. — P. 632-646.

67. Hammes-Schiffer S. Theoretical perspectives on proton-coupled electron transfer reactions. // Acc. Chem. Res. —2001. — Vol. 43, no. 4. — P. 273-281.

68. Martin C., Ziolek M., Douhal A. Ultrafast and fast charge separation processes in real dye-sensitized solar cells. // J. Photochem. Photobiol. C. — 2016. — Vol. 26. — P. 1-30.

69. Yudanov V.V., Mikhailova V.A., Ivanov A.I. Reorganization of intramolecular high frequency vibrational modes and dynamic solvent effect

in electron transfer reactions. // J. Phys. Chem. A. — 2012. — Vol. 116, no. 16. — P. 4010-4019.

70. Yakobson B.I., Burshtein A.I. Relaxation hindrance in nonadiabatic cage reactions. // Chem. Phys. — 1980. — Vol. 49, no. 3. — P. 385-395.

71. Bagchi B., Gayathry N. Interplay between ultrafast polar solvation and vibrational dynamics in electron transfer reactions: Role of high-frequency vibrational modes. // Adv. Chem. Phys. — 1999. — Vol. 107. — P. 1-80.

72. Feskov S.V., Ionkin V.N., Ivanov A. I. Effect of high-frequency modes and hot transitions on free energy gap dependence of charge recombination. // J. Phys. Chem. A. — 2006.—Vol. 110, no. 43. — P. 11919- 11925.

73. Ionkin V.N., Ivanov A.I. Numerical simulations of ultrafast charge separation dynamics from second excited state of directly linked zn-porphyrin-imide dyads and ensuing hot charge recombination into first excited state. // J. Phys. Chem. A. — 2009. — Vol. 113, no. 1. — P. 103-107.

74. Ionkin V. N., Ivanov A. I., Vauthey E. Charge recombination in excited donor-acceptor complexes with two absorption bands. // Russ. J. Phys. Chem. A. — 2009. — Vol. 83, no. 4. — P. 683-688.

75. Yudanov V. V., Mikhailova V. A., Ivanov A. I. Nonequilibrium phenomena in charge recombination of excited donor-acceptor complexes and free energy gap law. // J. Phys. Chem. A. — 2010. — Vol. 114, no. 50. — P. 12998-13004.

76. Fedunov R.G., Feskov S.V., Ivanov A.I. et al. Effect of the excitation pulse carrier frequency on the ultrafast charge recombination dynamics of donor-acceptor complexes: Stochastic simulations and experiments. // J. Chem. Phys. — 2004. — Vol. 121, no. 8. — P. 3643-3656.

77. Gumy J.C., Nicolet O., Vauthey E. Investigation of the solvation dynamics of an organic dye in polar solvents using the femtosecond transient grating technique. // J. Phys. Chem. A. — 1999. — Vol. 103, no. 50. — P. 1073710743.

78. Rosenthal S.J., Xie X., Du M., Fleming G. R. Femtosecond solvation dynamics in acetonitrile: Observation of the inertial contribution to the solvent response. // J. Chem. Phys. — 1991. — Vol. 95, no. 6. — P. 47154718.

79. Maroncelli M., Kumar V.P., Papazyan A. A simple interpretation of polar solvation dynamics. // J. Phys. Chem. — 1993. — Vol. 97, no. 1. — P. 13-17.

80. Jimenez R., Fleming G.R., Kumar P.V., Maroncelli M. Femtosecond solvation dynamics of water. // Nature. — 1994. — Vol. 369. — P. 471-473.

81. Feskov S.V., Mikhailova V.A., Ivanov A.I. Non-equilibrium effects in ultrafast photoinduced charge transfer kinetics. // J. Photochem. Photobiol. C. — 2016. — Vol. 29. — P. 48-72.

82. Kelly A. Resonance Raman intensity analysis of vibrational and solvent reorganization in photoinduced charge transfer. // J. Phys. Chem. A. — 1999. — Vol. 103, no. 35. — P. 6891-6903.

83. Gladkikh V., Burshtein A.I., Feskov S.V. et al. Hot recombination of photo-generated ion pairs. // J. Chem. Phys. — 2005. — Vol. 123, no. 24. — P. 244510-1-11.

84. Kovalenko S.A., Schanz R., Hennig H., Ernsting N.P. Cooling dynamics of an optically excited molecular probe in solution from femtosecond broadband transient absorption spectroscopy. // J. Chem. Phys. — 2001. — Vol. 115, no. 7. — P. 3256-3273.

85. Barbara P.F., Walker G.C., Smith T.P. Vibrational modes and the dynamic solvent effect in electron and proton transfer. // Science. — 1992. — Vol. 256, no. 15. — P. 975-981.

86. Ivanov A.I., Potovoi V.V. Theory of non-thermal electron transfer. // Chem. Phys.— 1999. — Vol. 247, no. 2. — P. 245-259.

87. Mikhailova V. A., Ivanov A. I. Effect of relaxation of intramolecular high frequency vibrational mode on nonthermal electron transfer probability. Stochastic point-transition approach. // J. Phys. Chem. C. — 2007. — Vol.

111, no. 11. — P. 4445-4451.

88. Hubig S., Bookman T., Kochi J. Optimized electron transfer in chargetransfer ion pairs. Pronounced inner-sphere behavior of olefin donors. // J. Am. Chem. Soc. — 1996. — Vol. 118, no. 16. — P. 3842-3851.

89. Mikhailova V.A., Feskov S.V., Ionkin V.N. et al. Nonequilibrium ultrafast charge transfer reactions in photoexcited donor- acceptor pairs. In Book: In Chemistry for Sustainable Development; Springer: Netherlands. — 2012. — P. 317-333.

90. Nicolet O., Banerji N., Pagres S. et al. Effect of the excitation wavelength on the ultrafast charge recombination dynamics of donor-acceptor complexes in polar solvents. // J. Phys. Chem. A. — 2005. — Vol. 109. — P. 8236-8245.

91. Uzhinov B., Khimich M. N. Conformational effects in excited state intramolecular proton transfer of organic compounds. // Russ. Chem. Rev.

— 2011. — Vol. 80, no. 6. — P. 553-577.

92. Chou P.-T., Yu W.S., Cheng Y.M. et al. Solvent-polarity tuning excited-state charge coupled proton-transfer reaction in p-n,n-ditolylamino salicylaldehydes. // J. Phys. Chem. A. — 2004. — Vol. 108, no. 31. — P. 6487 - 6498.

93. Chou P.-T., Huang C.-H., Pu S.-C. et al. Tuning excited-state charge/proton transfer coupled reaction via the dipolar functionality. // J. Phys. Chem. A.

— 2004. — Vol. 108, no. 31. — P. 6452-6454.

94. Chou P.-T., Pu S.-C., Cheng Y.M. et al. Femtosecond dynamics on excited-state proton/charge transfer reaction in 4'-n,n-diethylamino-3-hydroxyflavone. The role of dipolar vectors in constructing a rational mechanism. // J. Phys. Chem. A. — 2005. — Vol. 109, no. 17. — P. 37773787.

95. Cheng Y.M., Pu S.-C., Hsu C.J. et al. Femtosecond dynamics on 2-(2'-hydro xy-4'-diethylaminophenyl) benzothiazole: Solvent polarity in the

excited-state proton transfer. // Chem. Phys. Chem. — 2006. — Vol. 7, no. 6. — P. 1372-1381.

96. Borgis D., Hynes J. Molecular-dynamics simulation for a model nonadiabatic proton transfer reaction in solution. // J. Chem. Phys. — 1991.

— Vol. 94, no. 5. — P. 3619-3628.

97. Kuznetsov A., Ulstrup J. Proton and hydrogen atom tunnelling in hydrolytic and redox enzyme catalysis. // Can. J. Chem. — 1999. — Vol. 77, no. 5-6. — P. 1085-1096.

98. Kiefer P., Hynes J. Nonlinear free energy relations for adiabatic proton transfer reactions in a polar environment. II. Inclusion of the hydrogen bond vibration. // J. Phys. Chem. — 2002. — Vol. 106, no. 9. — P. 1850- 1861.

99. Kiefer P., Hynes J. Kinetic isotope effects for nonadiabatic proton transfer reactions in a polar environment. I. Interpretation of tunneling kinetic isotopic effects. // J. Phys. Chem. A. — 2004. — Vol. 108, no. 52. — P. 11793- 11808.

100. Soudackov A., Hatcher E., Hammes-Schiffer S. Quantum and dynamical effects of proton donor-acceptor vibrational motion in nonadiabatic protoncoupled electron transfer reactions. // J.Chem.Phys.—2005.—Vol. 122, no. 1.

— P. 014505.

101. Yudanov V. V., Mikhailova V. A., Ivanov A. I. Nonequilibrium phenomena in charge recombination of excited donor-acceptor complexes and free energy gap law. // J. Phys. Chem. A. — 2010. — Vol. 114, no. 50. — P. 12998-13004.

102. Ivanov A.I., Mikhailova V.A. Kinetics of fast photochemical charge separation and charge recombination reactions. // Russ. Chem. Rev. — 2010. — Vol. 79, no. 12. — P. 1047-1070.

103. Rogozina M. V., Ionkin V. N., Ivanov A. I. Dynamics of charge separation from second excited state and following charge recombination in zinc-porphyrin-acceptor dyads. // J. Phys. Chem. A. — 2013. — Vol. 117, no. 22.

— p. 4564-4573.

104. Nazarov A.E., Barykov V.Y., Ivanov A.I. Effect of intramolecular high frequency vibrational mode excitation on ultrafast photoinduced charge transfer and charge recombination kinetics. // J. Phys. Chem. B. — 2016. — Vol. 120, no. 12. — P. 3196-3205.

105. Nazarov A.E., Malykhin R.E., Ivanov A.I. Free-energy-gap law for ultrafast charge recombination of ion pairs formed by intramolecular photoinduced electron transfer. // J. Phys. Chem. B. — 2017. — Vol. 121. — P. 589-598.

106. Mikhailova V. A., Ivanov A. I. Effect of reactant and product state decay on ultrafast charge-transfer kinetics: Violation of the principle of independence of elementary chemical reactions. // J. Phys. Chem. C. — 2017. — Vol. 121, no. 17. — P. 20629-20639.

107. Mikhailova V. A., Malykhin R.E., Ivanov A. I. The effect of solvent relaxation time constants on free energy gap law for ultrafast charge recombination following photoinduced charge separation. // Photochem. Photobiol. Sci. — 2018. — Vol. 17, no. 5. — P. 607-616.

108. Nazarov A.E., Eloev G.G., Ivanov A. I. Effect of charge separation free energy gap on the rate constant of ultrafast charge recombination in ion pairs formed by intramolecular photoinduced electron transfer. // J. Photochem. Photobiol. A. — 2018. — Vol. 358. — P. 207-214.

109. Najbar J., Tachiya M. Potential energy surfaces for electron transfer in a supramolecular triad system A1-D-A2 in a polar solvent. // J. Phys. Chem.

— 1994. — Vol. 98. — P. 199-205.

110. Feskov S. V., Ivanov A. I. Effect of geometrical parameters of dyad D - A and triad D- A1 - A2 on the efficiency of ultrafast intramolecular charge separation from second excited state. // Chem. Phys.—2016.—Vol. 478. — P. 164-172.

111. Feskov S. V., Ivanov A. I. Solvent-assisted multistage nonequilibrium electron transfer in rigid supramolecular systems: Diabatic free energy

surfaces and algorithms for numerical simulations. // J. Chem. Phys. — 2018. — Vol. 148, no. 10. — P. 104107.

112. Fedunov R.G., Ivanov A.I. Effect of the excitation pulse frequency on the ultrafast photoinduced electron transfer dynamics. // J. Chem. Phys. — 2005.

— Vol. 122, no. 6. — P. 064501.

113. Feskov S. V., Kichigina A. O., Ivanov A. I. Kinetics of nonequilibrium electron transfer in photoexcited ruthenium(ii)-cobalt(iii) complexe. // J. Phys. Chem. A. — 2011. — Vol. 115, no. 9. — P. 1462-1471.

114. Rogozina M.V., Ionkin V.N., Ivanov A.I. What factors control product yield in charge separation reaction from second excited state in zinc- porphyrin derivatives? // J. Phys. Chem. A. — 2012. — Vol. 116, no. 4. — P. 11591167.

115. Walker G.C., Akesson E., Johnson A.E. et al. Interplay of solvent motion and vibrational excitation in electron- transfer kinetics: experiment and theory. // J. Phys. Chem. — 1992. — Vol. 96, no. 9. — P. 3728- 3736.

116. Horng M.L., Gardecki J.A., Papazyan A., Maroncelli M. Subpicosecond measurements of polar solvation dynamics: Coumarin 153 revisited. // J. Phys. Chem. — 1995. — Vol. 99, no. 48. — P. 17311-17337.

117. Zusman L. Outer-sphere electron transfer in polar solvents. // Chem. Phys.

— 1980. — Vol. 49. — P. 295-304.

118. Ivanov A.I., Mikhailova V.A The influence of product decomposition on the probability of nonthermal transitions in charge transfer reactions. // Russ. J. Phys. Chem. B. — 2008. — Vol. 2, no. 5. — P. 663-670.

119. Ionkin V.N., Ivanov A.I. Independence of the rate of the hot charge recombination in excited donor-acceptor complexes from the spectral density of high-frequency vibrations. // Chem. Phys. — 2009. — Vol. 360, no. 1-3. — P. 137-140.

120. Elsaesser T., Kaiser W. Vibrational and vibronic relaxation of large polyatomic molecules in liquids. // Annu. Rev. Phys. Chem. — 1991. —

Vol. 42. — P. 83-107.

121. Ionkin V.N., Ivanov A.I., Vauthey E. Charge recombination in excited donor-acceptor complexes with two absorption bands. // Russ. J. Phys. Chem. A. — 2009. — Vol. 83. — P. 622-628.

122. Chudoba C., Riedle E., Pfeiffer M., Elsaesser T. Vibrational coherence in ultrafast excited state proton transfer. // Chem. Phys. Lett. — 1996. — Vol. 263. — P. 683-688.

123. Hammes-Schiffer S., Goyal P. Tuning the ultrafast dynamics of photoinduced proton-coupled electron transfer in energy conversion processes. // ACS Energy Lett. — 2017. — Vol. 2, no. 2. — P. 512-519.

124. Zusman L. The dynamic effects of the solvent in electron transfer reactions. // Russ. Chem. Rev. — 1992. — Vol. 61, no. 1. — P. 15-24.

125. Kozlov Yu.D., Zhiharko N.G., Bondarev S.L., Baranovskii A.V. et al. The spectral and luminescent properties of octahydroacridino[4,3-c] acridin-1,9(2h,5h)dione derivatives. / // Journal of Applied Spectroscopy. — 2017. — Vol. 84, no. 3. — P. 369-375.

126. Ayad M.M.Y., Amer S.A., Issa R.M. Electrical properties of charge transfer complexes of diaminonaphthalene donors with dinitro- and trinitrobenzene acceptors. // Thermochimica Acta. — 1989. — Vol. 140. — P. 277-285.

127. Woo H.Y., Liu B., Kohler B. et al. Solvent effects on the two-photon absorption of distyrylbenzene chromophores. // J. Am. Chem. Soc. — 2005. — Vol. 127, no. 42. — P. 14721-14729.

128. Strehmel B., Sarker A., Detert H. The influence of a and n acceptors on two-photon absorption and solvatochromism of dipolar and quadrupolar unsaturated organic compounds. // Chem. Phys. Chem. — 2003. — Vol. 4, no. 3. — P. 249-259.

129. Droumaguet C. Le, Mongin O., Werts M. H. V., Blanchard-Desce M. Towards "smart" multiphoton fluorophores: Strongly solvatochromic probes

for two-photon sensing of micropolarity. // Chem. Commun. — 2005. — no. 22. — P. 2802-2804.

130. Katan C., Terenziani F., Mongin O. et al. Effects of (multi)branching of dipolar chromophores on photophysical properties and two-photon absorption. // J. Phys. Chem. A. — 2005.—Vol. 109, no. 13. — P. 3024- 3037.

131. Amthor S., Lambert C. , Dummler S. et al. Excited mixed-valence states of symmetrical donor-acceptor-donor n-systems. // J. Phys. Chem. A. — 2006. — Vol. 110, no. 15. — P. 5204-5214.

132. Verbeek G., Depaemelaere S., Van der Auweraer M.et al. Amino derivatives of symmetric 1,3,5-triphenylbenzene. Nature of the polar singlet excited state. // Chem. Phys. — 1993. — Vol. 176, no. 1. — P. 195-213.

133. Detert H., Sugiono E., Kruse G. Solvent-dependent fluorescence of donor-substituted (e)-1,2-bis(stilbenyl-1,3,4-oxadiazolyl)ethenes. // J. Phys. Org. Chem. — 2002. — Vol. 15, no. 9. — P. 638-641.

134. Giaimo J., Gusev A.V., Wasielewski M. R. Excited-state symmetry breaking in cofacial and linear dimers of a green perylenediimide chlorophyll analogue leading to ultrafast charge separation. // J. Am. Chem. Soc.— 2002. — Vol. 124, no. 29. — P. 8530-8531.

135. Detert H., Schmitt V. Quadrupolar donor-acceptor substituted oligo (phenylenevinylene)s-synthesis and solvatochromism of the fluorescence. // J. Phys. Org. Chem. — 2004. — Vol. 17, no. 11. — P. 1051- 1056.

136. Stahl R., Lambert C., Kaiser C. et al. Electrochemistry and photophysics of donor-substituted triarylboranes: Symmetry breaking in ground and excited state. // Chem. Eur. J.—2006. — Vol. 12, no. 8. — P. 2358-2370.

137. Megerle U., Selmaier F., Lambert C. et al. Symmetry-dependent solvation of donor-substituted triarylboranes. // Phys. Chem. Chem. Phys. — 2008. — Vol. 10, no. 41. — P. 6245-6251.

138. Verbouwe W., der Auweraer M. Van, De Schryver F.C. et al. Excited state localization or delocalization in c3-symmetric amino-substituted

triphenyl benzene derivatives. // J. Am. Chem. Soc. — 1998. — Vol. 120, no. 6. — P. 1319-1324.

139. Li Z., Siklos M., Pucher N.et al. Synthesis and structure-activity relationship of several aromatic ketone- based two-photon initiators. // J. Polym. Sci. A.

— 2011. — Vol. 49, no. 17. — P. 3688-3699.

140. Fuller M. J., Gusev A.V., Wasielewski M. R. Ultrafast charge separation due to excited state symmetry breaking in dimers of push- pull perylenes. // Isr. J. Chem. — Vol. 44, no. 1-3.

141. Holman M.W., Yan P., Adams D.M. et al. Ultrafast spectroscopy of the solvent dependence of electron transfer in a perylenebisimide dimer. // J. Phys. Chem. A. — 2005. — Vol. 109, no. 38. — P. 8548-8552.

142. Lewis F.D., Daublain P., Zhang L.et al. Reversible bridge-mediated excited-state symmetry breaking in stilbene- linked dna dumbbells. // J. Phys. Chem. B. — 2008. — Vol. 112, no. 12. — P. 3838-3843.

143. Pawlicki M., Collins H.A., Denning R.G., Anderson H.L. Two-photon absorption and the design of two-photon dyes. // Angew. Chem. Int. Ed. — 2009. — Vol. 48, no. 18. — P. 3244-3266.

144. Rebane A., Drobizhev M., Makarov N.S. et al. Symmetry breaking in platinum acetylide chromophores studied by femtosecond two-photon absorption spectroscopy. // J. Phys. Chem. A. — 2014. — Vol. 118, no. 21.

— P. 3749-3759.

145. Friese D.H., Mikhaylov A., Krzeszewski M. et al. Pyrrolo[3,2-b]pyrroles -from unprecedented solvatofluorochromism to two-photon absorption. // Chem. Eur. J. — 2015. — Vol. 21, no. 50. — P. 18364-18374.

146. Carlotti B., Benassi E., Fortuna C.G. et al. Efficient excited-state symmetry breaking in a cationic quadrupolar system bearing diphenylamino donors. // Chem. Phys. Chem. — 2016. — Vol. 17, no. 1. — P. 136- 146.

147. Terenziani F., Painelli A., Katan C. et al. Charge instability in quadrupolar chromophores: Symmetry breaking and solvatochromism. // J. Am. Chem.

Soc. — 2006. — Vol. 128, no. 49. — P. 15742-15755.

148. Terenziani F., Sissa C., Painelli A. Symmetry breaking in octupolar chromophores: Solvatochromism and electroabsorption. // J. Phys. Chem. B.

— 2008. — Vol. 112, no. 16. — P. 5079-5087.

149. Sissa C., Parthasarathy V., Drouin-Kucma D. et al. The effectiveness of essential-state models in the description of optical properties of branched push-pull chromophores. // Phys. Chem. Chem. Phys. — 2010. — Vol. 12, no. 37. — P. 11715-11727.

150. Terenziani F., Przhonska O.V., Webster S. et al. Essential-state model for polymethine dyes: Symmetry breaking and optical spectra. // J. Phys. Chem. Lett. — 2010. — Vol. 1, no. 12. — P. 1800-1804.

151. Vauthey E. Photoinduced symmetry-breaking charge separation. // Chem. Phys. Chem. — 2012. — Vol. 13, no. 8. —P. 2001-2011.

152. Trinh C., Kirlikovali K., Das S. et al. Symmetry-breaking charge transfer of visible light absorbing systems: Zinc dipyrrins. // J. Phys. Chem. C. — 2014. — Vol. 118, no. 38. — P. 21834-21845.

153. Golden J.H., Estergreen L., Porter T. et al. Symmetry-breaking charge transfer in boron dipyridylmethene (dipyr) dimmers. // Appl. Energy Mater. —2018. — Vol. 1, no. 3. — P. 1083-1095.

154. Das S., Thornbury W.G., Bartynski A.N. et al. Manipulating triplet yield through control of symmetry-breaking charge transfer. // J. Phys. Chem. Lett. — 2018. — Vol. 9, no. 12. — P. 3264-3270.

155. Albota M., Beljonne D., Bredas J. L. et al. Design of organic molecules with large two-photon absorption cross sections. // Science. — 1998. — Vol. 281.

— P. 1653-1656.

156. Hwan Myung Kim, Bong Rae Cho. Two-photon materials with large two-photon cross sections. Structure-property relationship. // Chem. Commun.

— 2009. —Issue 2. — P. 153-164.

157. Rumi M., Barlow S., Wang J. et al. Two-photon absorbing materials and

two-photon-induced chemistry. // Advances in Polymer Science. —2008. —Vol. 213. —P.1-95.

158. Nowak-Krol A., Grzybowski M., Romiszewski J. et al. Strong two-photon absorption enhancement in a unique bis-porphyrin bearing a diketopyrrolopyrrole unit. // Chem. Commun. — 2013. — Vol. 49, no. 75. —P. 8368-8370.

159. Ricci F., Elisei F., Foggi P. et al. Photobehavior and nonlinear optical properties of push-pull, symmetrical, and highly fluorescent benzothiadiazole derivatives. // J. Phys. Chem. C. —2016. — Vol. 120, no. 41. — P. 2372623739.

160. Bolze F., Jenni S., Sour A., Heitz V. Molecular photosensitisers for two-photon photodynamic therapy. // Chem. Commun. —2017. — Vol. 53, no. 96. — P. 12857-12877.

161. Tromayer M., Gruber P., Rosspeintner A., Ajami A. et al. Wavelength-optimized two-photon polymerization using initiators based on multipolar aminostyryl-1,3,5-triazines. // Scientific Reports. —2018. — Vol. 8, no. 1. — P. 17273.

162. Denk W., Strickler J. H., Webb W.W. Two-photon laser scanning fluorescence microscopy. // Science. — 1990. —Vol. 248, no. 4951. — P. 7376.

163. Gee K., Wang R., Pettit D. Chemical two-photon uncaging: a novel approach to mapping glutamate receptors. // Neuron. — 1997. — Vol. 19, no. 3. — P. 465-471.

164. Parthenopoulos D.A., Rentzepis P.M. Three-dimensional optical storage memory. // Science . — 1989. — Vol. 245, no. 4920. — P. 843-845.

165. C-H Activation for Asymmetric Synthesis. Ed. by F. Colobert, J. Wencel-Delord. — Weinheim, Germany: John Wiley & Sons, Ltd, 2019. — P. 240.

166. Pellissier H. Asymmetric Metal Catalysis in Enantioselective Domino Reactions. — John Wiley & Sons, Ltd, 2019. — P. 408.

167. Bondarev S.L., Raichenok T.F., Tikhomirov S.A. et al. Fluorescence quenching of 2,7-diaminoxanthone in alcohols by hydrogen bonding: An experimental and theoretical research. // J. Luminescence. — 2018. — Vol. 84, no. 3. — P. 226-235.

168. Walker G.C., Akesson E., Johnson A.E. et al. Interplay of solvent motion and vibrational excitation in electron- transfer kinetics: experiment and theory. // J. Phys. Chem. — 1992. — Vol. 96. — P. 3728-3736.

169. Gould I.R., Noukakis D., Gomez-Jahn L. et al. Explanation of the driving-force dependence of return electron transfer in contact radical-ion pairs. // J. Am. Chem. Soc. — 1993. — Vol. 115. — P. 4405-4406.

170. R.G. Fedunov, I. P. Yermolenko, A. E. Nazarov et al. Theory of fluorescence spectrum dynamics and its application to determining the relaxation characteristics of the solvent and intramolecular vibrations. // J. Mol. Liquids. — 2020. — Vol. 298. — P. 112016.

171. Kubo R., Toyozawa Y. Application of the method of generating function to radiative and non-radiative transitions of a trapped electron in a crystal. // Prog. Theor. Phys. — 1955. — Vol. 13, no. 2. — P. 160-182.

172. Chang J.-L. A new formula to calculate Franck-Condon factors for displaced and distorted harmonic oscillators. // J. Mol. Spectrosc. — 2005. — Vol. 232. — P. 102-104.

173. Михайлова Т.В., Михайлова В.А., Рощина Д.А., Михайлова Е.А. Dynamic Solvent Effect On Ultrafast charge Recombination in Excited Donor-Acceptor Compexes. // В сборнике: "21 век: фундаментальная наука и технологии". Материалы X международной научно-практической конференции. — 2016. — С. 150-152.

174. Mikhailova T.V., Ivanov A.I., Mikhailova V.A., Nazarov A.E. Mechanisms and kinetic regularities of non-equilibrium ultrafast charge recombination. // Book of Abstracts. The 28th International Conference on Photochemistry. Strasbourg, France. — 2017.

175. Mikhailova T.V., Ivanov A.I., Mikhailova V.A., Nazarov A.E. Violation of the principle of independence of elementary chemical reactions in ultrafast electron transfer. // Book of Abstracts of the 27th PhotolUPAC. Dublin, Ireland. — 2018.

176. Mikhailova T.V., Mikhailova V.A., Ivanov A.I. Dynamic solvent effect and ultrafast charge recombination in excited donor-acceptor complexes. // Book of Abstracts. The International Conference on Ultrafast Optical» (UltrafastLight-2018). Moscow, Russia. — 2018.

177. Mikhailova T.V., Mikhailova V.A., Ivanov A.I. Dynamic solvent effect in photoinduced intramolecular proton-coupled electron transfer reactions. // Book of Abstracts. The International Conference on Ultrafast Optical» (UltrafastLight-2019). Moscow, Russia. — 2019.

178. Mikhailova T.V., Mikhailova V.A., Ivanov A.I., Bondarev S.L., Raichenok T.F., Tikhomirov S.A., Kozlov N.G. Research of proton transfer photodynamics in tetrahydroacridin-1(2H)'s derivatives. // Book of Abstracts. The International Conference on Ultrafast Optical» (UltrafastLight-2020). Moscow, Russia. —2020.

179. Михайлова Т.В., Михайлова В.А., Иванов А.И., Бондарев С.Л, Райченок Т.Ф, Тихомиров С.А., Козлов Н.Г. Определение энергетических параметров переноса протона в производных тетрагидроакридина-1(2Я)-она из оптических спектров. // Сборник «Фундаментальная математика и ее приложения в естествознании. Тезисы докладов XI Международной школы-конференции студентов, аспирантов и молодых ученых». —2020. — С. 54-56.

180. Михайлова Т.В., Михайлова В.А., Иванов А.И., Бондарев С.Л, Райченок Т.Ф, Тихомиров С.А., Козлов Н.Г. Определение энергетических параметров переноса заряда в производных акридин-диона из стационарных спектров. // В книге: Фундаментальная математика и ее приложения в естествознании: спутник

Международной научной конференции "Уфимская осенняя математическая школа-2021". Тезисы докладов XII Международной школы-конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной 100-летию профессора БашГУ Фарзтдинова Миркашира Минигалиевича. —2021. — С. 137-139.