Особливості плазмонного підсилення люмінесценції молекулярних агрегатів ціанінових барвників
Анотація
У статті розглянуто вплив плазмонного резонансу золотих наночастинок на люмінесцентні властивості молекулярних агрегатів (J-агрегатів) двох ціанінових барвників, а саме PIC і TDBC. Показано, що підсилення люмінесценції J-агрегатів внаслідок екситон-плазмонної взаємодії відбувається дуже схожим образом для обох типів агрегатів, а саме: найбільший коефіцієнт підсилення досягається при відстані між J-агрегатами та наночастинками 15-20 нм, при цьому відбувається зростання довжини делокалізації екситонів і збільшення їх часу життя, а також пригнічення процесу автолокалізації екситонів. Але ці ефекти найбільше проявляються для J-агрегатів PIC, ніж для J-агрегатів TDBC, незважаючи на те, що останні демонструють кращі екситонні характеристики. Запропоновано, що основним чинником виявлених розбіжностей є різна структура екситонних зон для J-агрегатів і, відповідно, різний ступень перекриття їх смуг поглинання зі смугою плазмонного резонансу золотих наночастинок
Завантаження
Посилання
D. Möbius. Adv. Mater., 7, 437 (1995). https://doi.org/10.1002/adma.19950070503
T. Kobayashi, editor. J-Aggregates, World Scientific, Singapore (1996), 233 p. https://doi.org/10.1142/3168
T. Kobayashi, editor. J-Aggregates, Volume 2, World Scientific, Singapore (2012). 520 p. https://doi.org/10.1142/8226
F. Würthner, T. E. Kaiser, C. R. Saha-Möller. Angew. Chemie Int. Ed., 50, 3376 (2011). https://doi.org/10.1002/anie.201002307
J. L. Bricks, Y. L. Slominskii, I. D. Panas, et al. Methods Appl. Fluoresc., 6, 012001 (2017). https://doi.org/10.1088/2050-6120/aa8d0d
J. Knoester, V. M. Agranovich. Іn Thin Film and Nanostructures: Electronic Excitations in Organic Based Nanostructures, v. 31, edited by V. M. Agranovich and G. F. Bassani, Elsevier Academic Press, London (2003), p. 1. https://doi.org/10.1016/S1079-4050(03)31001-4
O. Kühn, S. Lochbrunner. Іn Quantum Efficiency in Complex Systems, Part II, From Molecular Aggregates to Organic Solar Cells, v. 85, edited by U. Wurfel, M. Thorwart, and E. Weber, Elsevier Academic Press, Heidelberg (2011), p. 47. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-391060-8.00002-2
A. V. Sorokin, S. L. Yefimova, Y. V. Malyukin. Іn Encyclopedia of Polymer Science and Technology, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken (2018), p. 1. https://doi.org/10.1002/0471440264.pst664
M. Baraclough, S. S. Seetharaman, I. R. Hooper, et al. ACS Photonics, 6, 3003 (2019). https://doi.org/10.1021/acsphotonics.9b01208
M. Furuki, M. Tian, Y. Sato, et al. Appl. Phys. Lett. 77, 472 (2000). https://doi.org/10.1063/1.127014
M. Naruse, H. Mitsu, M. Furuki, et al. Appl. Phys. Lett., 83, 4869 (2003). https://doi.org/10.1063/1.1631743
J. R. Tischler, M. S. Bradley, V. Bulović, et al. Phys. Rev. Lett., 95, 036401 (2005). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.95.036401
J. R. Tischler, M. Scott Bradley, Q. Zhang, et al. Org. Electron., 8, 94 (2007). https://doi.org/10.1016/j.orgel.2007.01.008
B. J. Walker, V. Bulović, M. G. Bawendi. Nano Lett., 10, 3995 (2010). https://doi.org/10.1021/nl1018639
G. M. Akselrod, B. J. Walker, W. A. Tisdale, et al. ACS Nano, 6, 467 (2012). https://doi.org/10.1021/nn203789t
M. J. Gentile, S. Núñez-Sánchez, W. L. Barnes. Nano Lett., 14, 2339 (2014). https://doi.org/10.1021/nl404712t
A. Cacciola, C. Triolo, O. Di Stefano, et al. ACS Photonics, 2, 971 (2015). https://doi.org/10.1021/acsphotonics.5b00197
A. V. Sorokin, I. Y. Ropakova, S. Wolter, et al. J. Phys. Chem., C 123, 9428 (2019). https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.8b09338
Y. V. Malyukin, A. V. Sorokin, V. P. Semynozhenko. Low Temp. Phys., 42, 429 (2016). https://doi.org/10.1063/1.4955493
A. V. Sorokin, N. V. Pereverzev, I. I. Grankina, et al. J. Phys. Chem. C, 119, 27865 (2015). https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.5b09940
K. S. Song, R. T. Williams. Self-Trapped Excitons, Springer Berlin, Heidelberg (1993), 425 p. https://doi.org/10.1007/978-3-642-85236-7
J. R. Lakowicz, K. Ray, M. Chowdhury, et al. Analyst 133, 1308 (2008). https://doi.org/10.1039/b802918k
C. D. Geddes, editor. Metal-Enhanced Fluorescence, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken (2010), 653 p. https://doi.org/10.1002/9780470642795
M. Bauch, K. Toma, M. Toma, et al. Plasmonics. 9, 781 (2014). https://doi.org/10.1007/s11468-013-9660-5
M. Li, S. K. Cushing, N. Wu. Analyst, 140, 386 (2015). https://doi.org/10.1039/C4AN01079E
J. Dong, Z. Zhang, H. Zheng, et al. Nanophotonics, 4, (2015). https://doi.org/10.1515/nanoph-2015-0028
R. Badugu, J. R. Lakowicz. Іn Encyclopedia of Spectroscopy and Spectrometry (Third Edition), edited by J. C. Lindon, G. E. Tranter, and D. W. Koppenaal, 3rd ed., Elsevier (2017), p. 676. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-409547-2.12087-6
M. S. Tame, K. R. McEnery, S.K Özdemir, et al. Nat. Phys., 9, 329 (2013). https://doi.org/10.1038/nphys2615
P. Vasa, C. Lienau. ACS Photonics, 5, 2 (2018). https://doi.org/10.1021/acsphotonics.7b00650
T. Itoh, Y. S. Yamamoto, Y. Ozaki. Chem. Soc. Rev., 46, 3904 (2017). https://doi.org/10.1039/C7CS00155J
M. Fox. Quantum Optics : An Introduction, Oxford University Press, New York (2006), 397 p.
J. Bellessa, C. Bonnand, J. C. Plenet, et al. Phys. Rev. Lett., 93, 036404 (2004). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.93.036404
G. P. Wiederrecht, G. A. Wurtz, J. Hranisavljevic. Nano Lett., 4, 2121 (2004). https://doi.org/10.1021/nl0488228
T. Uwada, R. Toyota, H. Masuhara, et al. J. Phys. Chem. C, 111, 1549 (2007). https://doi.org/10.1021/jp067565n
P. Vasa, W. Wang, R. Pomraenke, et al. Nat. Photon., 7, 128 (2013). https://doi.org/10.1038/nphoton.2012.340
N. T. Fofang, T. H. Park, O. Neumann, et al. Nano Lett., 8, 3481 (2008). https://doi.org/10.1021/nl8024278
P. Törmä, W. L. Barnes. Reports Prog. Phys., 78, 013901 (2015). https://doi.org/10.1088/0034-4885/78/1/013901
A. M. Fales, S. J. Norton, B. M. Crawford, et al. Phys. Chem. Chem. Phys., 17, 24931 (2015). https://doi.org/10.1039/C5CP03277F
F. M. Balci, S. Sarisozen, N. Polat, et al. J. Phys. Chem. C, 123, 26571 (2019). https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.9b08834
R. Thomas, A. Thomas, S. Pullanchery, et al. ACS Nano, 12, 402 (2018). https://doi.org/10.1021/acsnano.7b06589
A. V. Sorokin, A. A. Zabolotskii, N. V. Pereverzev, et al. J. Phys. Chem. C, 118, 7599 (2014). https://doi.org/10.1021/jp412798u
A. V. Sorokin, N. V. Pereverzev, V. M. Liakh, et al. Funct. Mater., 22, 316 (2015). https://doi.org/10.15407/fm22.03.316
A. V. Sorokin, A. A. Zabolotskii, N. V. Pereverzev, et al. J. Phys. Chem. C, 119, 2743 (2015). https://doi.org/10.1021/jp5102626
A. V. Sorokin, I. I. Grankina, I. I. Bespalova, et al. J. Phys. Chem. C, 124, 10167 (2020) https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.0c00583
A. Sorokin, R. Grynyov, I. Grankina, et al. Іn Proc. 2020 IEEE 10th Int. Conf. "Nanomaterials Appl. Prop. N. 2020 (2020). https://doi.org/10.1109/NAP51477.2020.9309537
I. I. Grankina, I. I. Bespalova, S. L. Yefimova, et al. Funct. Mater., 29, 338 (2022). https://doi.org/10.15407/fm29.03.338
A. Izquierdo, S. S. Ono, J.-C. Voegel, et al. Langmuir, 21, 7558 (2005). https://doi.org/10.1021/la047407s
Y. Fu, S.-J. Li, J. Xu, et al. Langmuir, 27, 672 (2011). https://doi.org/10.1021/la104524k
F. C. Spano. J. Chem. Phys., 142, 184707 (2015). https://doi.org/10.1063/1.4919348
L. Shi, T. K. Hakala, H. T. Rekola, et al. Phys. Rev. Lett., 112, 153002 (2014). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.112.153002
T. Quenzel, D. Timmer, M. Gittinger, et al. ACS Nano 16, 4693 (2022). https://doi.org/10.1021/acsnano.1c11398
J. R. Lakowicz. Principles of Fluorescence Spectroscopy, 3rd ed., Springer US, Boston (2006), 960 p. https://doi.org/10.1007/978-0-387-46312-4
F. Herrera, F. C. Spano. Phys. Rev. Lett., 116, 238301 (2016). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.238301
3.gif){kind=logo}
