Люминесценция молекул красителя в полимерных пленках с плазмонными наночастицами

Теоретически и экспериментально исследовано влияние плазмонных наночастиц (НЧ) на интенсивность флуоресценции и фосфоресценции молекул органического красителя. Для расчета интенсивности люминесценции молекулы в присутствии плазмонной НЧ предложена теоретическая модель, учитывающая безызлучательный перенос энергии возбуждения от молекулы к НЧ и изменение скоростей спонтанного излучения и поглощения света молекулой вблизи НЧ. Оценки, выполненные для молекулы эритрозина и НЧ серебра, показывают, что наибольшее усиление люминесценции наблюдается при расстояниях 4—8 нм между молекулой и поверхностью НЧ. Изменения спектров люминесценции и сокращение времени жизни триплетного состояния эритрозина в пленках поливинилового спирта, допированных НЧ серебра, объясняются на основе предложенной модели.

1. M. Bauch, K. Toma, M. Toma, Q. Zhang, J. Dostalek. Plasmonics, 9 (2014) 781-799, doi: 10.1007/s11468-013-9660-5

2. P. Gu, D. J. S. Birch, Y. Chen. Methods Appl. Fluoresс., 2 (2014) 024004, doi: 10.1088/2050-6120/2/2/024004

3. Y. Wang, T. Ding. Nanoscale, 11 (2019) 10589-10590, doi: 10.1039/C9NR03725J

4. К. И. Князев, Р. Е. Якуненков, Н. А. Зулина, М. И. Фокина, Р. Д. Набиуллина, Н. А. Торопов. Опт. и спектр., 125, № 4 (2018) 556-559, doi: 10.21883/OS.2018.10.46711.187-18

5. S. Murai, S. Oka, S. I. Azzam, A. V. Kildishev, S. Ishii, K. Tanaka. Opt. Express, 27, N 4 (2019) 5083-5096, doi: 10.1364/OE.27.005083

6. А. Н. Камалиева, Н. А. Торопов, К. В. Богданов, Т. А. Вартанян. Опт. и спектр., 124, № 3 (2018) 324-327, doi: 10.21883/OS.2018.03.45652.248-17

7. [A. N. Kamalieva, N. A. Toropov, K. V. Bogdanov, T. A. Vartanyan. Opt. Spectrosc., 124 (2018) 319-322, doi: 10.1134/S0030400X18030153]

8. Y. Bian, S. Liu, Y. Zhang, Y. Lui, X. Yang, S. Lou, E. Wu, B.Wu, X. Zhang, Q. Jin. Nanoscale Res. Lett., 16 (2021) 90, doi: 10.1186/s11671-021-03546-7

9. D. Temirbayeva, N. Ibrayev, M. Kucherenko. J. Lumin., 243 (2022) 118642, doi: 10.1016/j.jlumin.2021.118642

10. T. Ribeiro, C. Baleizão, J. P. S. Farinha. Sci. Rep., 7 (2017) 2440, doi: 10.1038/s41598-017-02678-0

11. В. В. Климов. УФН, 173, № 9 (2003) 1008-1013

12. V. V. Klimov, V. S. Letokhov. Laser Phys., 15 (2005) 61-73

13. D. V. Guzatov, S. V. Vaschenko, V. V. Stankevich, A. Ya. Lunevich, Yu. F. Glukhov, S. V. Gaponenko. J. Phys. Chem. C, 116 (2012) 10723-10733, doi: 10.1021/jp301598w

14. М. Г. Кучеренко, В. М. Налбандян, Т. М. Чмерева. Опт. журн., 88, № 9 (2021) 9-19, doi: 10.17586/1023-5086-2021-88-09-09-19

15. М. Г. Кучеренко, В. М. Налбандян, Т. М. Чмерева. Опт. и спектр., 130, № 5 (2022) 745-753, doi: 10.21883/OS.2022.05.52430.9-22

16. J. C. Ostrowski, A. Mikhailovsky, D. A. Bussian, M. A. Summers, S. K. Buratto, G. C. Bazan. Adv. Func. Mater., 16 (2006) 1221-1227, doi: 10.1002/adfm.200500293

17. N. L. Pacioni, M. González-Béjar, E. Alarcón, K. L. McGilvray, J. C. Scaiano. J. Am. Chem. Soc., 132, N 18 (2010) 6298-6299, doi: 10.1021/ja101925d

18. C. Seo, J. Lee, M. S. Kim, Y. Lee, J. Jung, H.-W. Shin, T. K. Ahn, G. Sun, J. Kim. Chem. Phys. Lett., 676 (2017) 134-139, doi: 10.1016/j.cplett.2017.03.061

19. C. Wang, X. Zhang, K. Liu, X. Dai, C. Yang, S. Guo, H. Su. J. Phys. Chem. C, 123 (2019) 27717-27724, doi: 10.1021/acs.jpcc.9b06094

20. P. Song, J.-H. Wang, M. Zhang, F. Yang, H.-J. Lu, B. Kang, J.-J. Xu, H.-Y. Chen. Sci. Adv., 4 (2018) eaat0292, doi: 10.1126/sciadv.aat0292

21. I. Yu. Goliney, V. I. Sugakov, L. Valkunas, G. V. Vertsimakha. Chem. Phys., 404 (2012) 116-122, doi: 10.1016/j.chemphys.2012.03.011

22. Т. М. Чмерева, М. Г. Кучеренко, Ф. Ю. Мушин. Изв. вузов. Физика, 65, № 7 (2022) 16-27 [T. M. Chmereva, M. G. Kucherenko, F. Yu. Mushin. Russ. Phys. J., 65, N 7 (2022) 1081-1093, doi: 10.1007/s11182-022-02735-w]

23. О. Звелто. Принципы лазеров, Москва, Мир (1990) 34-38

24. С. Мак-Глинн, Т. Адзуми, М. Киносита. Молекулярная спектроскопия триплетного состояния, Москва, Мир (1972) 218-221, 284-286

25. Л. Новотный, Б. Хехт. Основы нанооптики, Москва, Физматлит (2009) 295-297 [25] В. В. Климов. Наноплазмоника, Москва, Физматлит (2009) 60-63

26. A. Penzkofer, A. Tyagi, E. Slyusareva, A. Sizykh. Chem. Phys., 378 (2010) 58-65, doi: 10.1016/j.chemphys.2010.10.001

27. G. N. R. Tripatni, V. Clements. J. Phys. Chem., 107 (2003) 11125-11132, doi: 10.1021/jp030546i

28. О. В. Дементьева, А. В. Мальковский, М. А. Филиппенко, В. М. Рудой. Коллоид. журн., 70, № 5 (2008) 607-619