Efficient light harvesting in dye-endcapped conjugated polymers probed by single molecule spectroscopy

Journal of the American Chemical Society

Volumn 128, Issue 19, 2006, Pages 6468-6479

  Becker, Klaus ^a   Lupton, John M ^a  

^a UNIVERSITY OF MUNICH   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ANISOTROPY; ELECTROMAGNETIC WAVE EMISSION; ENERGY TRANSFER; FLUORESCENCE; POLARIZATION; REAL TIME SYSTEMS; SPECTROSCOPY; SPECTRUM ANALYSIS;

LIGHT HARVESTING; MULTICHROMOPHORIC SYSTEMS; POLARIZATION ANISOTROPY; POLYINDENOFLUORENE; SINGLE MOLECULE SPECTROSCOPY;

ORGANIC POLYMERS;

CONJUGATED POLYMER; DYE; FLUORENE DERIVATIVE; FLUORENONE DERIVATIVE; PERYLENE; POLYFLUORENE; POLYINDENOFLUORENE; POLYMER; UNCLASSIFIED DRUG;

ANISOTROPY; ARTICLE; CHROMATOPHORE; CONFORMATION; ENERGY TRANSFER; LIGHT ABSORPTION; LIGHT EMITTING DIODE; MOLECULE; PHOTOLUMINESCENCE; POLARIZATION; STRUCTURE ANALYSIS; TEMPERATURE DEPENDENCE; TIME; VIBRATION;

EID: 33646560347     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja0609405     Document Type: Article

References (87)

1. Friend, R. H.; Gymer, R. W.; Holmes, A. B.; Burroughes, J. H.; Marks, R. N.; Taliani, C.; Bradley, D. D. C.; Dos Santos, D. A.; Brédas, J. L.; Lögdlund, M.; Salaneck, W. R. Nature 1999, 397, 121-128.
2. Wang, H.-L.; McBranch, D. W.; Klimov, V. I.; Helgeson, R.; Wudl, F. Chem. Phys. Lett. 1999, 315, 173-180.
3. McGehee, M. D.; Bergstedt, T.; Zhang, C.; Saab, A. P.; O'Regan, M. B.; Bazan, G. C.; Srdanov, V. I.; Heeger, A. J. Adv. Mater. 1999, 11, 1349-1354.
4. Tasch, S.; List, E. J. W.; Ekström, O.; Graupner, W.; Leising, G.; Schlichting, P.; Rohr, U.; Geerts, Y.; Scherf, U.; Müllen, K. Appl. Phys. Lett. 1997, 71, 2883-2885.
5. (a) Ego, C.; Marsitzky, D.; Becker, S.; Zhang, J.; Grimsdale, A.; Müllen, K.; MacKenzie, J. D.; Silva, C.; Friend, R. H. J. Am. Chem. Soc. 2002, 125, 437-443.
6. (b) Becker, S.; Ego, C.; Grimsdale, A. C.; List, E. J. W.; Marsitzky, D.; Pogantsch, A.; Setayesh, S.; Leising, G.; Müllen, K. Synth. Met. 2002, 125, 73-80.
7. Virgili, T.; Lidzey, D. G.; Bradley, D. D. C. Adv. Mater. 2000, 12, 58-62.
8. Tasch, S.; List, E. J. W.; Hochfilzer, C.; Leisina, G.; Schlichting, P.; Rohr, U.; Geerts, Y.; Scherf, U.; Müllen, K. Phys. Rev. B 1997, 56, 4479-4483.
9. Cerullo, G.; Nisoli, M.; Stagira, S.; De Silvestri, S.; Lanzani, G.; Graupner, W.; List, E. J. W.; Leising, G. Chem. Phys. Lett. 1998, 288, 561-566.
10. (a) List, E. J. W.; Creely, C.; Leising, G.; Schulte, N.; Schlüter, A. D.; Scherf, U.; Müllen, K.; Graupner, W. Chem. Phys. Lett. 2000, 325, 132-138.
11. (b) Wiesenhofer, H.; Zojer, E.; List, E. J. W.; Scherf, U.; Brédas, J.-L.; Beljonne, D. Adv. Mat. 2006, 18, 310-314.
12. Gupta, R.; Stevenson, M.; McGehee, M. D.; Dogariu, A.; Srdanov, V.; Park, J. Y.; Heeger, A. J. Synth. Met. 1999, 102, 875-876.
13. Buckley, A. R.; Rahn, M. D.; Hill, J.; Cabanillas-Gonzalez, J.; Fox, A. M.; Bradley, D. D. C. Chem. Phys. Lett. 2001, 339, 331-336.
14. Lemmer, U.; Ochse, A.; Deussen, M.; Mahrt, R. F.; Göbel, E. O.; Bässler, H.; Bolivar, P. H.; Wegmann, G.; Kurz, H. Synth. Met. 1996, 78, 289-293.
15. VandenBout, D. A.; Yip, W. T.; Hu, D. H.; Fu, D. K.; Swager, T. M.; Barbara, P. F. Science 1997, 277, 1074-1077.
16. Yu, J.; Hu, D.; Barbara, P. F. Science 2000, 289, 1327-1330.
17. Hofkens, J.; Maus, M.; Gensch, T.; Vosch, T.; Cotlet, M.; Köhn, F.; Herrmann, A.; Müllen, K.; De Schryver, F. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 9278-9288.
18. Hofkens, J.; Schroeyers, W.; Loos, D.; Cotlet, M.; Kohn, F.; Vosch, T.; Maus, M.; Herrmann, A.; Müllen, K.; Gensch, T.; De Schryver, F. C. Spectrochim. Acta, Part A 2001, 57, 2093-2107.
19. Müller, J. G.; Lemmer, U.; Raschke, G.; Anni, M.; Scherf, U.; Lupton, J. M.; Feldmann, J. Phys. Rev. Lett. 2003, 91, 267403.
20. Lupton, J. M.; Craig, M. R.; Meijer, E. W. Appl. Phys. Lett. 2002, 80, 4489-4491.
21. List, E. J. W.; Guentner, R.; de Freitas, P. S.; Scherf, U. Adv. Mater. 2002, 14, 374-378.
22. Chen, L.; McBranch, D. W.; Wang, H.; Helgeson, R.; Wudl, F.; Whitten, D. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 12287-12292.
23. Müller, J. G.; Anni, M.; Scherf, U.; Lupton, J. M.; Feldmann, J. Phys. Rev. B 2004, 70, 035205.
24. Kühlbrandt, W. Nature 1995, 374, 497.
25. Hofmann, C.; Ketelaars, M.; Matsushita, M.; Michel, H.; Aartsma, T. J.; Kohler, J. Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 013004.
26. Scholes, G. D. Annu. Rev. Phys. Chem. 2003, 54, 57-87.
27. Fleming, G. R.; Scholes, G. D. Nature 2004, 431, 256-257.
28. Adronov, A.; Gilat, S. L.; Fréchet, J. M. J.; Ohta, K.; Neuwahl, F. V. R.; Fleming, G. R. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 1175-1185.
29. De Schryver, F. C.; Vosch, T.; Collet, M.; Van der Auweraer, M.; Müllen, K.; Hofkens, J. Acc. Chem. Res. 2005, 38, 514-522.
30. (a) Beljonne, D.; Pourtois, G.; Silva, C.; Hennebicq, E.; Herz, L. M.; Friend, R. H.; Scholes, G. D.; Setayesh, S.; Müllen, K.; Brédas, J. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 10982-10987.
31. (b) Hennebicq, E.; Pourtois, G.; Scholes, G. D.; Herz, L. M.; Russel, D. M.; Silva, C.; Setayesh, S.; Grimsdale, A.; Müllen, K.; Brédas, J.-L.; Beljonne, D. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 4744-4762.
32. Nguyen, T. Q.; Wu, J. J.; Doan, V.; Schwartz, B. J.; Tolbert, S. H. Science 2000, 288, 652-656.
33. Nguyen, T. Q.; Wu, J.; Tolbert, S. H.; Schwartz, B. J. Adv. Mater. 2001, 13, 609-611.
34. Beljonne, D.; Pourtois, G.; Shuai, Z.; Hennebicq, E.; Scholes, G. D.; Brédas, J. L. Synth. Met. 2003, 137, 1369-1371.
35. Rose, A.; Lugmair, C. G.; Swager, T. M. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 11298-11299.
36. Swager, T. M.; Gil, C. J.; Wrighton, M. S. J. Phys. Chem. 1995, 99, 4886-4893.
37. Setayesh, S.; Marsitzky, D.; Müllen, K. Macromolecules 2000, 33, 2016-2020.
38. Hernando, J.; de Witte, P. A. J.; van Dijk, E.; Korterik, J.; Nolte, R. J. M.; Rowan, A. E.; Garcia-Parajo, M. F.; van Hulst, N. F. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 4045-4049.
39. Heilemann, M.; Tinnefeid, P.; Mosteiro, G. S.; Parajo, M. G.; van Hulst, N. F.; Sauer, M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 6514-6515.
40. Hoeben, F. J. M.; Jonkheijm, P.; Meijer, E. W.; Schenning, A. P. H. J. Chem. Rev. 2005, 105, 1491-1546.
41. Moerner, W. E.; Orrit, M. Science 1999, 283, 1670-1676.
42. Moerner, W. E. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 910-927.
43. Becker, K.; Lupton, J. M.; Feldmann, J.; Setayesh, S.; Grimsdale, A. C.; Müllen, K. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 680-681.
44. Tretiak, S.; Mukamel, S. Chem. Rev. 2002, 102, 3171-3212.
45. Grage, M. M. L.; Zaushitsyn, Y.; Yartsev, A.; Chachisvilis, M.; Sundström, V.; Pullerits, T. Phys. Rev. B 2003, 67, 205207.
46. Jang, S.; Newton, M. D.; Silbey, R. Phys. Rev. Lett. 2004, 92, 218301.
47. Sumi, H. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 252-260.
48. Scholes, G. D.; Fleming, G. R. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 1854-1868.
49. Lin, S. H.; Xiao, W. Z.; Dietz, W. Phys. Rev. E 1993, 47, 3698-3706.
50. Muls, B.; Uji-I, H.; Melnikov, S.; Moussa, A.; Verheijen, W.; Soumillion, J.-P.; Josemon, J.; Müllen, K.; Hofkens, J. ChemPhysChem 2005, 6, 2286-2294.
51. Schindler, F.; Jacob, J.; Grimsdale, A. C.; Scherf, U.; Müllen, K.; Lupton, J. M.; Feldmann, J. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 1520-1525.
52. Förster, T. Ann. Phys. 1948, 2, 55.
53. Deniz, A. A.; Dahari, M.; Grunwell, J. R.; Ha, T.; Faulhaber, A. E.; Chemla, D. S.; Weiss, S.; Schultz, P. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 3670-3675.
54. Hu, D. H.; Yu, J.; Padmanaban, G.; Ramakrishnan, S.; Barbara, P. F. Nano Lett. 2002, 2, 1121-1124.
55. Mirzov, O.; Cichos, F.; von Borczyskowski, C.; Seheblykin, I. Chem. Phys. Lett. 2004, 386, 286-290.
56. Lippitz, M.; Kulzer, F.; Orrit, M. ChemPhysChem 2005, 6, 770-789.
57. Hofkens, J.; Cotlet, M.; Vosch, T.; Tinnefeld, P.; Weston, K. D.; Ego, C.; Grimsdale, A.; Müllen, K.; Beljonne, D.; Bredas, J. L.; Jordens, S.; Schweitzer, G.; Sauer, M.; De Schryver, F. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 13146-13151.
58. Schindler, F.; Lupton, J. M.; Feldmann, J.; Scherf, U. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 14695-14700.
59. Cotlet, M.; Gronheid, R.; Habuchi, S.; Stefan, A.; Barbafina, A.; Müllen, K.; Hofkens, J.; De Schryver, F. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 13609-13617.
60. Herz, L. M.; Silva, C.; Friend, R. H.; Phillilps, R. T.; Setayesh, S.; Becker, S.; Marsitsky, D.; Müllen, K. Phys. Rev. B 2001, 64, 195203.
61. Wang, C. F.; White, J. D.; Lim, T. L.; Hsu, J. H.; Yang, S. C.; Fann, W. S.; Peng, K. Y.; Chen, S. A. Phys. Rev. B 2003, 67, 035202.
62. Kersting, R.; Lemmer, U.; Mahrt, R. F.; Leo, K.; Kurz, H.; Bässler, H.; Göbel, E. O. Phys. Rev. Lett. 1993, 70, 3820-3823.
63. Christ, T.; Kulzer, F.; Weil, T.; Müllen, K.; Basché, T. Chem. Phys. Lett. 2003, 372, 878-885.
64. Huser, T.; Yan, M.; Rothberg, L. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 11187-11191.
65. Schwartz, B. J. Annu. Rev. Phys. Chem. 2003, 54, 141-172.
66. Grey, J. K.; Kim, D. Y.; Young, J. L.; Gutierrez, J. J.; Luong, N.; Ferraris, J. P.; Barbara, P. F. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 6207-6210.
67. Hu, D. H.; Yu, J.; Wong, K.; Bagchi, B.; Rossky, P. J.; Barbara, P. F. Nature 2000, 405, 1030-1033.
68. Müller, J. G.; Lupton, J. M.; Feldmann, J.; Lemmer, U.; Scherf, U. Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 1183-1185.
69. Becker, K.; Lupton, J. M.; Feldmann, J.; Nehls, B. S.; Galbrecht, F.; Gao, D. Q.; Scherf, U. Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 364-370.
70. Ranasinghe, M. I.; Wang, Y.; Goodson, T., III. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 5258-5259.
71. Varnavski, O. P.; Ostrowski, J. C.; Sukhomlinova, L.; Twieg, R. J.; Bazan, G. C.; Goodson, T., III. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 1736-1743.
72. Bässler, H.; Schweitzer, B. Acc. Chem. Res. 1999, 32, 173-182.
73. (a) Varnavski, O.; Menkir, G.; Goodson, T.; Burn, P. L.; Samuel, I. D. W.; Lupton, J. M.; Beavington, R. Appl. Phys. Lett. 2000, 77, 1120-1122.
74. (b) Varnavski, O.; Menkir, G.; Goodson, T.; Burn, P. L.; Samuel, I. D. W.; Lupton, J. M.; Beavington, R. Appl. Phys. Lett. 2001, 78, 3749.
75. Lupton, J. M.; Samuel, I. D. W.; Burn, P. L.; Mukamel, S. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 7647-7653.
76. Métivier, R.; Kulzer, F.; Weil, T.; Müllen, K.; Basché, T. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 14364-14365.
77. Barford, W. Phys. Rev. B 2004, 70, 205204.
78. Markvart, T.; Greef, R. J. Chem. Phys. 2004, 121, 6401-6405.
79. Wohlgenannt, M.; Jiang, X. M.; Vardeny, Z. V. Phys. Rev. B 2004, 69, 241204.
80. Reufer, M.; Walter, M. J.; Lagoudakis, P. G.; Hummel, A. B.; Kolb, J. S.; Roskos, H. G.; Scherf, U.; Lupton, J. M. Nat. Mater. 2005, 4, 340-347.
81. Schindler, F.; Lupton, J. M. ChemPhysChem 2005, 6, 926-934.
82. Yeow, E. K. L.; Ghiggino, K. P. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 5825-5836.
83. Schindler, F.; Lupton, J. M.; Müller, J.; Feldmann, J.; Scherf, U. Nat. Mater. 2006, 5, 141-146.
84. Daniels, G. J.; Andrews, D. L. J. Chem. Phys. 2002, 116, 6701-6712.
85. Yan, M.; Rothberg, L. J.; Papadimitrakopoulus, F.; Calvin, M. E.; Miller, T. M. Phys. Rev. Lett. 1994, 73, 744-747.
86. Sims, M.; Bradley, D. D. C.; Ariu, M.; Koeberg, M.; Asimakis, A.; Grell, M.; Lidzey, D. G. Adv. Funct. Muter. 2004, 14, 765-781.
87. Ramos, A. M.; Rispens, M. T.; van Duren, J. K. J.; Hummelen, J. C.; Janssen, R. A. J. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 6714-6715.