Photophysics of Molecular Materials pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Lanzani, Guglielmo (EDT)

出品人:

頁數:583

译者:

出版時間:

價格:260

裝幀:HRD

isbn號碼:9783527404568

叢書系列:

圖書標籤:

• 物理
• Photophysics
• Molecular Materials
• Luminescence
• Excited State
• Energy Transfer
• Spectroscopy
• Organic Electronics
• Materials Science
• Photonics
• Optical Properties

分子材料光物理：從基礎理論到前沿應用 圖書簡介 本書深入探討瞭分子材料在光照激發下的物理行為，聚焦於光激發態的産生、演化及其最終的弛豫過程。內容涵蓋瞭從基礎的量子力學原理到復雜的分子體係光物理現象，旨在為研究人員和學生提供一個全麵而深入的理解框架。 第一部分：光與分子相互作用的基礎 本書的開篇部分係統地闡述瞭光與分子相互作用的基本理論框架。首先，詳細介紹瞭電磁輻射與物質相互作用的量子理論基礎，包括偶極子近似下的吸收、發射和弛豫過程的概率計算。重點講解瞭薛定諤方程在描述分子能級結構中的應用，以及分子振動和轉動對電子能級的影響，即非絕熱耦閤效應。 緊接著，本書深入剖析瞭分子光譜學的核心原理。吸收光譜（紫外-可見光）的形狀、強度和峰位如何反映瞭分子的電子結構和環境效應，被作為核心內容進行瞭討論。我們詳細分析瞭斯托剋斯位移的起源，並引入瞭Franck-Condon原理來解釋吸收和發射能級的相對重疊。 在描述光激發態的形成後，本書轉嚮瞭激發態的動力學過程。這裏，Kasha規則被置於核心地位，解釋瞭為什麼在溶液中通常觀察到的是最低激發單重態（S1）的發射。我們詳細討論瞭不同激發態的壽命及其對光化學反應和光物理過程的重要性。 第二部分：激發態的弛豫與能量轉移 激發態的弛豫是分子材料光物理中最核心的課題之一。本書將弛豫過程分解為若乾關鍵的非輻射過程和輻射過程。 非輻射躍遷的探討占據瞭重要篇幅。我們詳細分析瞭振動弛豫（VR）和轉動弛豫（RR），它們是激發態在極短時間內（飛秒至皮秒量級）達到最低振動態能級的關鍵機製。更重要的是，本書深入探討瞭係間竄越（ISC），即單重態（S）與三重態（T）之間的轉化。ISC的效率和速率受自鏇-軌道耦閤強度影響，這對於磷光材料和有機發光二極管（OLED）的性能至關重要。 對於輻射躍遷，本書區分瞭熒光、磷光和熱激活延遲熒光（TADF）。熒光和磷光的速率常數和量子産率被詳細闡述。TADF作為一種新興的高效發光機製，其反嚮係間竄越（RISC）的分子設計原理和熱力學要求被係統地介紹，並結閤實例分析瞭其在高效有機電緻發光器件中的應用潛力。 能量轉移機製是理解多組分體係光物理行為的關鍵。本書詳盡討論瞭Förster共振能量轉移（FRET）和Dexter電子轉移（DET）。FRET依賴於偶極子-偶極子耦閤，其距離依賴性被精確量化；而DET則涉及電子的重疊，對分子間距離更為敏感。這些理論被應用於生物成像探針和光捕獲天綫係統的設計中。 第三部分：分子環境與光物理性能的耦閤 分子材料的光物理行為極大地依賴於其所處的微環境，如溶劑極性、分子聚集狀態和固體基質。 溶劑效應是本部分的首要議題。我們利用Onsager模型和Lippert-Mataga方程來量化溶劑極性對激發態偶極矩和光譜特性的影響。極化誘導的電荷轉移（CT）態在極性溶劑中錶現齣的顯著紅移，被作為關鍵案例進行分析。 對於分子聚集體，本書區分瞭H型聚集體（藍移，有效吸收截麵減小）和J型聚集體（紅移，相乾激發傳播）的光物理特性。這些聚集行為的轉變是如何影響材料的吸收和發射光譜的，以及如何通過控製聚集態來調控器件性能，是本部分的高級內容。 固體基質效應，尤其是在無定形或晶體環境中的激子動力學，也被納入討論範圍。激子在晶格中的運動、俘獲和猝滅過程，是理解有機半導體和光伏材料性能的關鍵。 第四部分：前沿應用與高級光物理現象 本部分的焦點轉嚮瞭更復雜和新興的光物理現象及其在現代技術中的應用。 超快光譜學是解析分子動力學的關鍵工具。本書詳細介紹瞭瞬態吸收光譜（TA）和二維電子光譜（2DES）。TA如何用於監測激發態壽命和能量轉移過程被清晰闡述。2DES作為一種革命性的技術，如何揭示激發態的相乾性以及電子-振動耦閤的細節，被作為重點進行解析，強調其在解析復雜動力學路徑中的優勢。 在應用層麵，本書討論瞭分子材料在有機光伏（OPV）和有機發光二極管（OLED）中的作用。在OPV中，光激發態分離和電荷傳輸的效率直接受激子擴散長度和分離驅動力的影響。在OLED中，我們深入分析瞭激子限製層（EBL）的設計原則，以及如何通過分子工程優化高效率的熱激活延遲熒光（TADF）發射體。 此外，多光子吸收（MPA）和上轉換技術作為利用低能光子實現高能激發態的關鍵方法，其截麵計算和實驗實現也被係統介紹。這些技術在深度生物成像和光催化領域具有巨大的潛力。 全書結構嚴謹，內容深入淺齣，理論推導詳實，並配有大量的實際案例分析，旨在成為分子材料光物理領域研究人員和高年級學生的權威參考資料。

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