压力下双光子吸收诱导的电荷转移超快过程的研究

有机共轭分子体系的双光子吸收诱导的分子内和分子间的电荷转移过程是原子分子物理中的一种重要过程。该过程与双光子吸收的分子结构特性直接相关。压力效应能够引起分子结构的变化，进而导致分子内和分子间电荷转移速率的不同，从而改变双光子的吸收截面特性。本项目拟将时间分辨的瞬态吸收技术和高压DAC技术相结合，通过建立高压下的瞬态吸收光谱技术平台，探测压力下有效共轭长度、A-D-A和D-A-D型分子以及氢键对电荷转移超快动力学过程的影响。在理论上，采用密度泛函等量化计算方法，对基于压力效应的双光子吸收诱导的电荷转移过程进行深入的研究。揭示压力下有机共轭分子的双光子吸收的分子结构与吸收截面特性的相关性。探索通过测量压力下的电荷转移超快动力学过程，实现对双光子吸收截面特性进行调控的新途径。

双光子诱导的分子激发态电荷转移过程与分子激发态结构特性直接相关。压力效应能够引起分子结构的变化，进而导致分子内和分子间电荷转移速率的不同。本项目针对在压力下双光子吸收诱导的电荷转移超快动力学过程展开研究，通过对电荷转移过程的实验测量并结合理论计算，对其微观机理进行深入细致的研究，加深对双光子吸收的分子结构与截面性质关系的认识。项目执行期间我们将时间分辨的瞬态吸收技术和高压对顶砧技术相结合，建立高压下的瞬态吸收光谱装置。利用该装置研究了压力下香豆素510分子的激发态扭转电荷转移和香豆素7的激发态电荷转移超快动力学过程。研究结果表明，压力能改变溶剂的粘度系数，从而影响分子激发态电荷转移过程以及激发态寿命。因此，通过改变压力有望实现对分子激发态电荷转移过程的控制。我们利用高精度理论方法，计算了香豆素分子的双光子吸收截面，可视化双光子吸收诱导的分子激发态电荷转移的方向以及分子激发态电子－空穴的相关性。结果表明香豆素分子内电荷转移能促进了香豆素分子的双光子吸收。这些研究结果对于认识压力下双光子诱导电荷转移和吸收截面的特性以及动力学过程具有重要的参考意义。 项目相关研究成果已发表基金标注SCI收录论文6篇，另外接收待发表的基金标注SCI论文2篇，国内外会议论文6篇。我们的研究对深入认识复杂分子激发态的性质，以及在压力下的动力学过程，探索对分子激发态超快过程的控制途径，具有重要意义，也为进一步的研究奠定了基础。