Rotax

轮烷环促进 DNA 模板分子染料聚集体的斜向堆积并延长其寿命

分子激子在自然和人工光收集、有机电子学和纳米级计算中起着核心作用。分子激子的结构和动力学对每种应用都至关重要，它们敏感地受分子堆积的控制。脱氧核糖核酸 (DNA) 模板化是一种强大的方法，它可以通过亚纳米级定位分子染料来实现受控聚集。然而，需要对染料堆积进行更精细的亚埃级控制，以针对特定应用定制激子特性。在这里，我们表明，将轮烷环添加到用 DNA 模板化的方酸菁染料中，可以促进难以捉摸的倾斜堆积排列，并具有非常理想的光学特性。具体而言，这些方酸菁：轮烷的二聚体表现出具有近乎等强度激子分裂吸收带的吸收光谱。理论分析表明，这些跃迁本质上主要是电子跃迁，并且仅在较窄的堆积角度范围内具有相似的强度。与方酸二聚体相比，方酸：轮烷二聚体还表现出更长的激发态寿命和更少的结构异质性。本文提出的方法可能普遍适用于优化激子材料，以用于从太阳能转换到量子信息科学的各种应用。