《共軛聚合物單分子能量轉移的量子相干效應研究》是依託山西大學，由陳瑞雲擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：共軛聚合物單分子能量轉移的量子相干效應研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：陳瑞雲
- 依託單位：山西大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
共軛聚合物單分子能量轉移中的量子相干效應是影響基於共軛聚合物的單分子器件性能及有機器件中能量轉移有效操控的重要特性。本項目旨在研究MEH-PPV共軛聚合物單分子的分子內和分子間能量轉移的量子相干效應。利用低溫環境抑制聲子效應使單分子螢光光譜變窄、能量轉移供體和受體光譜易於區分的特性，研究伸展和摺疊時單個共軛聚合物分子中分子內和分子間能量轉移，測量能量轉移效率；採用飛秒脈衝泵浦-探測技術，測量共軛聚合物單分子供體和受體發色團強耦合和弱耦合情況下能量轉移的量子相干時間；改變共聚物單分子所處環境溫度，研究環境退相干對能量轉移效率的影響。通過施加電場調節供體和受體的相互作用，實現能量轉移過程中的量子相干調控。相關研究將為進一步實現共軛聚合物能量轉移的操控以及製備新型有機光量子器件奠定基礎。
結題摘要
共軛聚合物單分子能量轉移中的量子相干效應是影響基於共軛聚合物的單分子器件性能及有機器件中能量轉移有效操控的重要特性。本項目圍繞共軛聚合物單分子光物理特性、能量轉移特性以及其中的量子相干效應，開展了如下幾方面的工作：（1）利用基於寬場螢光顯微系統的單分子散焦成像技術，通過分析共軛聚合物單分子螢光軌跡和對應的發射偶極取向的變化識別共軛聚合物單分子發光單元，研究了不同構象對共軛聚合物單分子能量轉移效率的影響，發現摺疊構象下單分子保持高效鏈間能量轉移，呈現單個發色團發射特性。（2）利用頻域信息重構的散焦寬場量子相干成像實現了PFO-DBT共軛聚合物單分子發色團的吸收與發射特性及其動態演變過程的同時和實時測量。發現PFO-DBT共軛聚合物單分子發色團吸收和發射偶極取向均保持不變、其中之一變化以及兩者同時變化三種情況。通過對單分子激發態布居機率的控制，實現了一種量子相干調製增強單分子成像顯微方案，大幅度消除強的螢光干擾。通過周期性地調製超短脈衝對之間的相位差，對發射螢光光子的到達時間進行離散傅立葉變換，在強的干擾信號中實現了對單個分子信號的有效提取，信號與干擾比提高了2個數量級以上。（3）研究了環境因素對單分子光物理特性的影響，發現單分子螢光閃爍暗態持續時間及光子統計特性與環境中氧濃度相關，實現了基於單分子螢光閃爍動力學特性的超低濃度氧感測，靈敏度可達43.42 kPa-1，實現了基於時間分辨光子統計方法檢測單分子水平單線態氧的產生。利用N摻雜的氧化銦錫納米顆粒改變介電環境實現單個量子體系螢光閃爍效應的操控，發現氧化銦錫可以抑制單量子體系與周圍俘獲態的電子轉移。相關研究為進一步實現共軛聚合物能量轉移的操控以及製備新型有機光量子器件奠定基礎。
