PHOTOCHROMISM OF COMPOSITE ORGANOMETALLIC NANOSTRUCTURES BASED ON DIARYLETENES. II.VIBRATIONAL SPECTROSCOPY AND QUANTUM CHEMISTRY STUDY

The structure and photochromic transformations of composite organometallic nanostructured systems consisting of Ag nanoparticles with a shell of photochromic diarylethene (DAE) molecules, obtained by deposition from various solutions to nanoparticles, were studied using vibrational spectroscopy methods (infrared (IR) absorption and surface enhanced Raman scattering (SERS)) and quantum chemistry. An analysis of the experimental data showed that the studied nanostructured systems exhibit photochromic properties manifested in the reversible photoinduced change of the relative intensities of the SERS bands related to the vibrations of the bonds participating in the reversible photoisomerization reaction. The spectral manifestations of the chemical interaction between metal nanoparticles and DAE molecules were detected.

фотохромизм, диарилэтены, колебательная спектроскопия, квантовая химия, гигантское комбинационное рассеяние света, композитные наноструктуры, молекулярная электроника и фотоника, photochromism, diarylethenes, vibrational spectroscopy, quantum chemistry, surface enhanced Raman scattering (SERS), composite nanostructures, molecular electronics and photonics

1. V. A. Barachevsky. Org. Photonics. Photovolt., 3, N 1 (2015) 8-41

2. M. Irie. Photoswitchable molecular systems based on diarylethenes. In Molecular swiches, Ed. B. L. Fe-ringa, Weinheim, Wiley (2001) 37-62

3. M. Irie. Chem. Rev., 100 (2000) 1885

4. H. Tian, S. Yang. Chem. Soc. Rev., 33 (2004) 85

5. H. Yamaguchi, M. Ikeda, K. Matsuda, M. Irie. Bull. Chem. Soc. Jpn., 79 (2005) 1413-1419

6. T. Kubernac, S. J. Molen, B. J. Wees, B. L. Feringa. Chem. Commun. (2006) 3597-3599

7. S. Perrier, F. Maurel. J. Aubard. J. Phys. Chem. A, 111 (2007) 9688-9698

8. B. L. Feringa. J. Org. Chem., 72 (2007) 6635-6652

9. K. Matsuda, H. Yamaguchi, T. Sakano, M. Ikeda, N. Tanifuji, M. Irie. J. Phys. Chem. C, 112 (2008) 17005-17010

10. H. Nishi, T. Asahi, S. Kobatake. J. Phys. Chem. C, 113 (2009) 17359-17366

11. T. Sakano, H. Yamaguchi, N. Tanifuji, M. Irie, K. Matsuda. Chem. Lett., 37 (2008) 634-635

12. H. Yamaguchi, K. Matsuda, M. Irie. J. Phys. Chem. C, 111 (2007) 3853-3862, 1355-1357

13. M.-S.Wang, G. Xu, Z.-J. Zhang, G.-C. Guo. Chem. Commun., 46 (2010) 361-376

14. C. Joachim, J. K. Gimzewski, A. A. Aviram. Nature, 408 (2000) 541-548

15. R. L. Carroil, C. B. Gorman. Angew. Chem. Int. Ed., 41 (2002) 4378

16. B. L. Feringa. Molecular Switches, Weinheim, Wiley (2001)

17. Г. Т. Василюк, С. А. Маскевич, С. Г. Подтынченко, В. И. Степуро, Б. С. Лукьянов, Ю. С. Алексеенко. Журн. прикл. спектр., 69, № 3 (2002) 301-306

18. G. T. Vasilyuk, S. A. Maskevich, A. E. German, I. F. Sveklo, B. S. Lukyanov, L. A. Ageev. High Energy Chem., 43, N 7 (2009) 521, 7424-7429

19. R. Yasukuni, R. Boubekri, J. Grand, N. Felidj, F. Maurel, R. Metivier, K. Nakatani, P. Yu, J. Aubard. J. Phys. Chem. C, 116, N 30 (2012) 16063-16069

20. A. Spandenberg, R. Metivier, R. Yasukuni, K. Shibata, A. Brosseau, J. Grand, J. Aubard, P. Yu, T. Asahi, K. Nakatani. Phys. Chem. Chem. Phys., 15 (2013) 9670-9678

21. T. C. Pijper, T. Kubernac, W. Browne, B. L. Feringa. J. Phys. Chem. C, 117, N 34 (2013) 17623-17632

22. Г. Т. Василюк, С. А. Маскевич, В. Ф. Аскирка, А. Е. Герман, А. А. Ярошевич, В. М. Ясинский, И. Ф. Свекло, В. А. Барачевский, А. О. Айт, О. И. Кобелева, Т. М. Валова, В. Н. Яровенко, М. М. Краюшкин. Журн. прикл. спектр., 84, № 4 (2017) 561-569

23. P. C. Lee, D. Meisel. J. Phys. Chem., 86 (1982) 3391-3395

24. C. N. Lok, C.-M. Ho, R. Chen, Q.-Y. He, W.-Y. Yu, H. Sun, P. K.-H. Tam, J.-F. Chiu, C.-M. Che. J. Biol. Inorg. Chem., 12 (2007) 527-534

25. A. D. Becke. J. Chem. Phys., 98, N 3 (1993) 5648-5653

26. A. D. Becke. Phys. Rev. A, 38, N 6 (1988) 3098-3100

27. C. Lee, W. Yang, R. G. Parr. Phys. Rev., 37, N 2 (1988) 785-789

28. P. Botschwina. Chem. Phys. Lett., 29, N 1 (1974) 98-101

29. С. А. Шатохин, Л. А. Грибов, И. С. Перелыгин. Журн. структ. хим., 26, № 4 (1985) 42-47

30. M. D. Halls, J. Velkovski, H. B. Schlegel. Theor. Chem. Accoun., 105, N 6 (2001) 413-421

31. А. М. Полуботко, В. П. Челибанов. Опт. и спектр., 120 (2016) 99-123

32. I. Martina, R. Wiesinger, D. Jembrih-Simburger, M. Schreiner. e-Preservation Sci., 9 (2012) 1-8

33. S. C. Pinzaru, A. Falamas, C. Dehelean, C. Morari, M. Venter. Croat. Chem. Acta, 86, N 3 (2013) 233-244

34. И. Р. Набиев, Р. Г. Ефремов. Cпектроскопия гигантского комбинационного рассеяния и ее применение к изучению биологических молекул, Итоги науки и техники. Сер. “Биоорганическая химия”, T. 15, Москва, ВИНИТИ (1989)

35. О. И. Кобелева, Т. М. Валова, В. А. Барачевский, М. М. Краюшкин, Б. В. Личицкий, А. А. Дудинов, О. Ю. Кузнецова, Г. Е. Адамов, Е. П. Гребенников. Опт. и спектр., 109, № 1 (2010) 106-110