Electron spin dynamics as a controlling factor for spin-selective charge recombination in donor - Bridge - Acceptor molecules

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 114, Issue 48, 2010, Pages 20370-20379

  Miura, Tomoaki ^a   Scott, Amy M ^a   Wasielewski, Michael R ^a  

^a NORTHWESTERN UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACCEPTOR MOLECULES; CHARGE HOPPING; CHARGE RECOMBINATIONS; CHARGE SEPARATIONS; CONTROLLING FACTORS; DEPHASING; DONOR-BRIDGE-ACCEPTOR SYSTEMS; ELECTRON SPIN DYNAMICS; ENERGY DEPENDENCE; KINETIC ANALYSIS; OLIGOFLUORENES; PERYLENES; RADICAL ION PAIRS; RELAXATION RATES; SINGLET-TRIPLET; SPIN STATE; SPIN-SELECTIVE CHARGE RECOMBINATION; SUPEREXCHANGES; THERMAL HOPPING; TORSIONAL DYNAMICS; ZERO MAGNETIC FIELDS;

DYNAMICS; MAGNETIC FIELDS; RATE CONSTANTS;

SPIN DYNAMICS;

EID: 78650080875     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp103441n     Document Type: Article

References (75)

1. Parson, W. W. Photosynth. Res. 2003, 76, 81-92.
2. Norris, J. R.; Budil, D. E.; Gast, P.; Chang, C. H.; Elkabbani, O.; Schiffer, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1989, 86, 4335-4339.
3. Hoff, A. J.; Deisenhofer, J. Phys. Rep. 1997, 287, 2-247.
4. Wasielewski, M. R. Chem. Rev. 1992, 92, 435-461.
5. Lukacs, A.; Eker, A. P. M.; Byrdin, M.; Brettel, K.; Vos, M. H. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 14394-14395.
6. Medvedev, D.; Stuchebrukhov, A. A. J. Theor. Biol. 2001, 210,237-248.
7. Kunkely, H.; Vogler, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 1685-1687.
8. Barber, J. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 185-196.
9. Magnuson, A.; Anderlund, M.; Johansson, O.; Lindblad, P.; Lomoth, R.; Polivka, T.; Ott, S.; Stensjo, K.; Styring, S.; Sundstrom, V.; Hammar-strom, L. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1899-1909.
10. Gust, D.; Moore, T. A.; Moore, A. L. Acc. Chem. Res. 2009, 42,1890-1898.
11. Wasielewski, M. R. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1910-1921.
12. Fukuzumi, S.; Kojima, T. J. Mater. Chem. 2008, 18, 1427-1439.
13. Schmidt-Mende, L.; Fechtenkotter, A.; Mullen, K.; Moons, E.; Friend, R. H.; MacKenzie, J. D. Science 2001, 293, 1119-1122.
14. Tang, C. W. Appl. Phys. Lett. 1986, 48, 183-185.
15. Yonehara, H.; Pac, C. Thin Solid Films 1996, 278, 108-113.
16. Straight, S. D.; Andreasson, J.; Kodis, G.; Bandyopadhyay, S.;Mitchell, R. H.; Moore, T. A.; Moore, A. L.; Gust, D. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 9403-9409.
17. Flood, A. H.; Stoddart, J. F.; Steuerman, D. W.; Heath, J. R. Science 2004, 306, 2055-2056.
18. Campbell, I. H.; Crone, B. K.; Smith, D. L. Semiconducting Polymers: Chemistry, Physics and Engineering, 2nd ed.; Wiley-VCH: Weinheim, 2007; pp 421-454.
19. Walter, M. J.; Lupton, J. M. Highly Efficient OLEDs with Phosphorescent Materials; Wiley-VCH: Weinheim, 2008; pp 99129.
20. Iwasaki, Y.; Osasa, T.; Asahi, M.; Matsumura, M.; Sakaguchi, Y.; Suzuki, T. Phys. Rev. B 2006, 74, 195209.
21. Goldsmith, R. H.; Sinks, L. E.; Kelley, R. F.; Betzen, L. J.; Liu, W. H.; Weiss, E. A.; Ratner, M. A.; Wasielewski, M. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 3540-3545.
22. Weiss, E. A.; Ahrens, M. J.; Sinks, L. E.; Gusev, A. V.; Ratner, M. A.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5577-5584.
23. Van Vooren, A.; Lemaur, V.; Ye, A. J.; Beljonne, D.; Cornil, J. ChemPhysChem 2007, 8, 1240-1249.
24. Shafirovich, V. Y.; Levin, P. P. Russ. Chem. Bull. 2001, 50, 599-606.
25. Kobori, Y.; Yamauchi, S.; Akiyama, K.; Tero-Kubota, S.; Imahori, H.; Fukuzumi, S.; Norris, J. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 10017-10022.
26. Paddon-Row, M. N.; Oliver, A. M.; Warman, J. M.; Smit, K. J.; Dehaas, M. P.; Oevering, H.; Verhoeven, J. W. J. Phys. Chem. 1988, 92, 6958-6962.
27. Bixon, M.; Jortner, J. J. Chem. Phys. 1997, 107, 5154-5170.
28. Jortner, J.; Bixon, M.; Langenbacher, T.; Michel-Beyerle, M. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 12759-12765.
29. McConnell, H. M. J. Chem. Phys. 1961, 35, 508-515.
30. Davis, W. B.; Svec, W. A.; Ratner, M. A.; Wasielewski, M. R. Nature 1998, 396, 60-63.
31. Davis, W. B.; Ratner, M. A.; Wasielewski, M. R. Chem. Phys. 2002, 281, 333-346.
32. Davis, W. B.; Wasielewski, M. R.; Ratner, M. A.; Mujica, V.; Nitzan, A. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 6158-6164.
33. Goldsmith, R. H.; DeLeon, O.; Wilson, T. M.; Finkelstein-Shapiro, D.; Ratner, M. A.; Wasielewski, M. R. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 4410-4414.
34. Weiss, E. A.; Tauber, M. J.; Kelley, R. F.; Ahrens, M. J.; Ratner, M. A.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 11842-11850.
35. Weiss, E. A.; Ratner, M. A.; Wasielewski, M. R. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 3639-3647.
36. Kobori, Y.; Sekiguchi, S.; Akiyama, K.; Tero-Kubota, S. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 5416-5424.
37. Kobori, Y.; Shibano, Y.; Endo, T.; Tsuji, H.; Murai, H.; Tamao, K. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 1624-1625.
38. Scott, A. M.; Miura, T.; Ricks, A. B.; Dance, Z. E. X.; Giacobbe, E. M.; Colvin, M. T.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 17655-17666.
39. Weller, A.; Nolting, F.; Staerk, H. Chem. Phys. Lett. 1983, 96, 24-27.
40. Roest, M. R.; Oliver, A. M.; PaddonRow, M. N.; Verhoeven, J. W. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 4867-4871.
41. Henbest, K. B.; Maeda, K.; Athanassiades, E.; Hore, P. J.; Timmel, C. R. Chem. Phys. Lett. 2006, 421, 571-576.
42. Steiner, U. E.; Ulrich, T. Chem. Rev. 1989, 89, 51-147.
43. Maeda, K.; Henbest, K. B.; Cintolesi, F.; Kuprov, I.; Rodgers, C. T.; Liddell, P. A.; Gust, D.; Timmel, C. R.; Hore, P. J. Nature 2008, 453, 387-388.
44. Verhoeven, J. W. J. Photochem. Photobiol., C 2006, 7, 40-60.
45. Berlin, Y. A.; Grozema, F. C.; Siebbeles, L. D. A.; Ratner, M. A. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 10988-11000.
46. Sinks, L. E.; Wasielewski, M. R. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 611-620.
47. Jang, S.; Newton, M. D. J. Chem. Phys. 2005, 122, 024501.
48. Dance, Z. E. X.; Ahrens, M. J.; Vega, A. M.; Ricks, A. B.; McCamant, D. W.; Ratner, M. A.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc.2008, 130, 830-832.
49. Murai, H. J. Photochem. Photobiol., C 2003, 3, 183-201.
50. Wasielewski, M. R.; Bock, C. H.; Bowman, M. K.; Norris, J. R. Nature 1983, 303, 520-522.
51. van Dijk, B.; Gast, P.; Hoff, A. J.; Dzuba, S. A. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 719-724.
52. Salikhov, K. M.; Molin, Y. N.; Sagdeev, R. Z.; Buchachenko, A. L. Spin Polarization and Magnetic Effects in Radical Reactions; Studies in Physical and Theoretical Chemistry, 22; Elsevier: Amsterdam and New York, 1984.
53. Katsuki, A.; Kobori, Y.; Tero-Kubota, S.; Milikisyants, S.; Paul, H.; Steiner, U. E. Mol. Phys. 2002, 100, 1245-1259.
54. Miura, T.; Carmieli, R.; Wasielewski, M. R. J. Phys. Chem. B 2010,114, 5769-5778.
55. Staerk, H.; Treichel, R.; Weller, A. Springer Proc. Phys. 1986, 11, 85-89.
56. Zimmt, M. B.; Dougleday, C.; Turro, N. J. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 6726-6727.
57. Schulten, K.; Wolynes, P. G. J. Chem. Phys. 1978, 68, 3292-3297.
58. Brocklehurst, B. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 2 1976, 72, 1869-1884.
59. Hayashi, H.; Nagakura, S. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1984, 57, 322-328.
60. Murakami, M.; Maeda, K.; Arai, T. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 5793-5800.
61. Turro, N. J.; Khudyakov, I. V.; Gopidas, K. R. Chem. Phys. 1992, 162, 131-143.
62. Yonemura, H.; Nobukuni, H.; Moribe, S.; Yamada, S.; Fujiwara, Y.; Tanimoto, Y. Chem. Phys. Lett. 2004, 385, 417-422.
63. Miura, T.; Maeda, K.; Arai, T. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 6474-6478.
64. Wegner, M.; Fischer, H.; Koeberg, M.; Verhoeven, J. W.; Oliver,A. M.; Paddon-Row, M. N. Chem. Phys. 1999, 242, 227-234.
65. Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 1956, 24, 966-978.
66. Pourtois, G.; Beljonne, D.; Cornil, J.; Ratner, M. A.; Bredas, J. L.J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 4436-4447.
67. Maeda, K.; Miura, T.; Arai, T. Mol. Phys. 2006, 104, 1779-1788.
68. Suzuki, T.; Miura, T.; Maeda, K.; Arai, T. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 9911-9918.
69. Carrington, A.; McLachlan, A. D. Intoduction to magnetic resonance with applications to chemistry and chemical physics; Harper & Row:New York, 1967.
70. Miura, T.; Maeda, K.; Arai, T. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 4151-4156.
71. Shushin, A. I. Chem. Phys. Lett. 1991, 181, 274-278.
72. Fukuju, T.; Yashiro, H.; Maeda, K.; Murai, H.; Azumi, T. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 7783-7786.
73. Salikhov, K. M. Appl. Magn. Reson. 1997, 13, 415-437.
74. Terazima, M.; Maeda, K.; Azumi, T.; Tanimoto, Y.; Okada, N.;Itoh, M. Chem. Phys. Lett. 1989, 164, 562-566.
75. Miura, T.; Murai, H. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 2526-2532.