42、晶体中的激子态与单重态激子迁移和转移

晶体中的激子态与单重态激子迁移和转移

1. 晶体中的激子态

在晶体中，激子态与分子和非平移等价分子的相互作用能相关。向两个激子态的跃迁平行于晶体的对称轴极化，它们的强度比被称为极化比。激子态的能量跃迁形式为：
[E_c = E_0 + A \pm B]
其中，(E_0) 是孤立分子中相应的能量跃迁；(A) 是光谱位移参数，可能为正或负，它由溶剂位移和与平移等价分子的相互作用引起；(2B) 是 Davydov 分裂因子。

在每个晶胞中有多于两个分子的分子晶体中，例如每个晶胞有四个分子的苯，上述公式会有所变化。Davydov 分裂因子的大小取决于跃迁的跃迁矩 (m)。对于不同的跃迁，Davydov 分裂因子的值不同，例如允许的电偶极跃迁 (2B \approx 20,000 cm^{-1})，蒽的 (p(eA - 1La)) 跃迁和萘的 ((\alpha eA - 1Lb)) 跃迁 (2B \approx 200 cm^{-1})，蒽和萘的单重 - 三重态 ((eA - 3La)) 跃迁 (2B \approx 10 cm^{-1})。

苯、萘和蒽晶体是研究最详细的对象：
- 苯晶体 ：每个晶胞有四个分子，每个跃迁有四个 Davydov 分量，其中一个是禁阻的。苯晶体中的 (\alpha eA - 1Lb) 跃迁被详细研究过，它作为电偶极跃迁是禁阻的，Fox 和 Schnepps 用八极 - 八极相互作用解释了其分裂。Rice 和 Jortner 用激子态与晶体的离子对（电荷共振）态的晶体场混合解释了 (0 - 0) 带的主要 Davydov 分裂（(2B = 45 cm^{-1})）。
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