Аннотированная справка

1. Номер государственного контракта: № 14.740.11.0374
2. Дата заключения контракта и дата окончания работ: 20 сентября 2010 г. – 10 ноября.2012 г.
3. Руководитель проекта: заведующий кафедрой теоретической физики и волновых процессов, д.ф.-м.н., проф. Иванов Анатолий Иванович.
4. Цель: выявление детального микроскопического механизма сверхбыстрых фотохимических реакций переноса заряда и способов управления их скоростями. Подготовка и закрепление в сфере науки и образования научных и научно-педагогических кадров. Достижение научных результатов мирового уровня, подготовка и закрепление в сфере науки и образования научных и научно-педагогических кадров, формирование эффективных и жизнеспособных научных коллективов.
5. Аннотированная справка о полученных результатах.
Разработана теория, на основании которой рассчитаны спектры нестационарной флуоресценции, выжженных спектральных провалов и спектры нестационарного поглощения бетаина-30 и донорно-акцепторными комплексами, состоящих из метил замещенных бензолов и тетрацианэтилена. Разработан программный комплекс (Charge Separation-Recombination Dynamics) для численного расчета эволюции возбужденного состояния молекулярной системы и спектров нестационарного поглощения в рамках обобщенной стохастической модели переноса электрона. Адекватность разработанной многоканальной стохастической модели подтверждена количественным описанием кинетики разделения и рекомбинации зарядов на примере ряда донорно-акцепторных комплексов.  Установлено, что основной причиной низкого выхода термализованного состояния с разделенными зарядами в процессах фотоиндуцированного переноса электрона из второго возбужденного состояния Zn-порфирина является эффективная горячая рекомбинация в его первое возбужденное состояние. Сформулированы принципы управления динамикой химических превращений в донорно-акцепторных системах и разработаны рекомендации по созданию молекулярных переключателей с заданными динамическими свойствами.  Показано, что растворо-контролируемый режим может реализовываться в нормальной маркусовской области, а в инвертированной области он почти полностью подавляется реорганизацией высокочастотных колебательных мод.  Установлено, что динамические свойства растворителя проявляются не только в зависимости скорости переноса электрона от времени релаксации среды, но и в законе энергетической щели, сдвигая положение максимума эффективной константы скорости в область более сильной экзергоничности реакции.  Установлен механизм U-образной зависимости константы скорости фотоиндуцированного внутримолекулярного переноса электрона из первого возбужденного состояния от температуры в молекулярной системе цинк-порфирин-мостик-хинон в растворе 2-метилтетрагидрофурана.  Выявлен механизм двугорбой кинетики населенности состояния с разделенными зарядами в Zn(II)-порфирин-нафталинимиде в растворе диметилформамида, в реакциях фотоиндуцированного переноса электрона из второго возбужденного состояния.  2) Выявленные закономерности протекания сверхбыстрых фотохимических процессов и сформулированные принципы управления ими могут быть использованы для анализа экспериментальных данных и планирования экспериментов, а так же для разработки молекулярных систем, способных функционировать в качестве элементов электроники.3) Впервые сформулированы принципы управления динамикой химических превращений в донорно-акцепторных системах и разработаны рекомендации по созданию молекулярных переключателей с заданными динамическими свойствами. 4) В современной литературе реакции, включающие горячие стадии, описываются феноменологически. В рамках проекта разработана микроскопическая теория, количественно описывающая реакции с горячими стадиями.