众所周知的“能隙定律”(EGL)预测,随着能隙的缩小,非辐射衰变率(knr)将呈单调指数增长,这阻碍了近红外(NIR)发射分子材料的发展。最近,一些实验提出,分子聚集体中的激子离域可以抵消EGL以促进近红外发射。清华大学帅志刚和北京师范大学任佳骏发展了几乎精确的时间依赖密度矩阵重整化群(TD-DMRG)方法来评估激子-声子耦合分子聚集体的非辐射衰变率。
本文要点
(1)系统的数值模拟表明,通过增加激子耦合,knr将首先降低,然后达到最小值,最后开始增加以遵循EGL,这是较小能隙和较小有效电子-声子耦合两种相反效应的总体结果。
(2)这种反常的非单调行为在许多模型中都是稳健的,包括二聚体、一维链和二维方晶格。给出最小knr的最佳激子耦合强度约为单体重组能的一半,并且还受到系统尺寸、维度和温度的影响。
Yuanheng Wang, et al. Minimizing non-radiative decay in molecular aggregates through control of excitonic coupling. Nature Communications. 2023
DOI:10.1038/s41467-023-40716-w
https://www.nature.com/articles/s41467-023-40716-w