Excitation of highly conjugated (porphinato)palladium(II) and (porphinato)platinum(II) oligomers produces long-lived, triplet states at unit quantum yield that absorb strongly over broad spectral domains of the NIR

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 114, Issue 45, 2010, Pages 14696-14702

  Duncan, Timothy V ^a,c   Frail, Paul R ^a   Miloradovic, Ivan R ^a   Therien, Michael J ^b  

^a UNIVERSITY OF PENNSYLVANIA   (United States)

^b DUKE UNIVERSITY   (United States)

^c CENTER FOR DRUG EVALUATION AND RESEARCH   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CHROMOPHORES; INFRARED DEVICES; OLIGOMERS; PALLADIUM; PLATINUM; QUANTUM YIELD;

BROAD SPECTRAL; CONJUGATED MATERIALS; ETHYNYL; EXCITED TRIPLET STATE; INTERSYSTEM CROSSING; LONG WAVELENGTH; NONLINEAR OPTICAL APPLICATIONS; OPTICAL LIMITING; OSCILLATOR STRENGTHS; TRIPLET STATE;

PALLADIUM COMPOUNDS;

EID: 78650160592     PISSN: 15206106     EISSN: 15205207     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp102901u     Document Type: Article

References (89)

1. Tutt, L. W.; Boggess, T. F. Prog. Quant. Electron. 1993. 17, 299-338.
2. Wang, J.; Blau, W. J. J. Opt. A. Pure Appl Opt. 2009, 77, 024001/ 1-024001/16.
3. Shirk, J. S.; Pong, R. G. S.; Bartoli, F. J.; Snow, A. W. Appl. Phys. Lett. 1993, 63, 1880-1882.
4. Perry, J. W.; Mansour, K.; Lee, I.-Y. S.; Wu, X.-L.; Bedworth, P. V.; Chen, C.-T.; Ng, D.; Marder, S. R.; Miles, P.; Wada, T.; Tian, M.; Sasabe, H. Science 1996, 273, 1533-1536.
5. de la Torre, G.; Vázquez, P.; Agulló-López, F.; Torres, T. Chem. Rev. 2004, 104, 3723-3750.
6. Nitschke, C.; O'Flaherty, S. M.; Kröll, M.; Blau, W. J. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 1287-1295.
7. Chen, Y.; Hanack, M.; Araki, Y.; Ito, O. Chem. Soc. Rev. 2005, 34, 517-529.
8. Dini, D.; Calvete, M. J. F.; Hanack, M.; Meneghetti, M. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 8515-8522.
9. Zhang, L.; Wang, L. J. Mater: Sci. 2008, 43, 5692-5701.
10. Chen, Y.; Gao, L.; Feng, M.; Gu, L.; He, N.; Wang, J.; Araki, Y.; Blau, W. J.; Ito, O. Mini-Rev. Org. Chem. 2009, 6, 55-65.
11. Manaa, H.; Al Mulla, A.; Makhseed, S.; Al-sawah, M.; Samuel, J. Opt. Mater. 2009, 32, 108-114.
12. Chen, P.; Tomov, I. V.; Dvomikov, A. S.; Nakashima, M.; Roach, J. F.; Alabran, D. M.; Rentzepis, P. M. J. Phys. Chem. 1996, 100, 1750717512.
13. Su, W.; Cooper, T. M.; Brant, M. C. Chem. Mater: 1998, 10, 12121213.
14. Pandey, R. K.; Sandeep, C. S. S.; Philip, R.; Lakshminarayanan, V. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 8630-8634.
15. Tutt, L. W.; Kost, A. Nature 1992, 356, 225-226.
16. Brusatin, G.; Signorini, R. J. Mater: Chem. 2002, 12, 1964-1977.
17. Goh, H.-W.; Goh, S. H.; Xu, G. Q.; Lee, K. Y.; Yang, G. Y.; Lee, Y. W.; Zhang, W.-D. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 6056-6062.
18. Iliopoulos, K.; Couris, S.; Hartnagel, U.; Hirsch, A. Chem. Phys. Lett. 2007, 448, 243-247.
19. Mountrichas, G.; Pispas, S.; Xenogiannopoulou, E.; Aloukos, P.; Couris, S. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 4315-4319.
20. Ouyang, X.; Zeng, H.; Ji, W. J. Phys. Chem. B 2009,113, 1456514573.
21. Chin, K. C.; Gohel, A.; Chen, W. Z.; Elim, H. I.; Ji, W.; Chong, G. L.; Sow, C H.; Wee, A. T. S. Chem. Phys. Lett. 2005, 409, 85-88.
22. Chen, Y.; Lin, Y.; Liu, Y.; Doyle, J.; He, N.; Zhuang, X.; Bai, J.; Blau, W. J. J. Nanosci. Nanotechnol. 2007, 7, 1268-1283.
23. Chen, Y.; Muthukumar, V. S.; Wang, Y.; Li, C.; Krishnan, S. S.; Sai, S. S. S.; Venkataramaniah, K.; Mitra, S. J. Mater: Chem. 2009, 19, 6568-6572.
24. Wang, J.; Chen, Y.; Blau, W. J. Mater: Chem. 2009, 19, 74257443.
25. Zhang, L.; Allen, S. D.; Woelfle, C.; Zhang, F. J. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 13979-13984.
26. Wang, G.; Sun, W. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 20901-20905.
27. Venkatram, N.; Kumar, R. S. S.; Rao, D. N. J. Appl. Phys. 2006, 100, 074309/1-8.
28. Martin, R. B.; Meziani, M. J.; Pathak, P.; Riggs, J. E.; Cook, D. E.; Perera, S.; Sun, Y.-P. Opt. Mater: 2007, 29, 788-793.
29. Yu, X.-L.; Cao, C.-B.; Zhu, H.-S.; Li, Q.-S.; Liu, C.-L.; Gong, Q.-H. Adv. Fund Mater. 2007, 17, 1397-1401.
30. Zhu, J. Appl. Opt. 2008, 47, 5848-5852.
31. Li, Q.; Liu, C.; Zang, L.; Gong, Q.; Yu, X.; Cao, C. J. Opt. Soc. Am. B-Opt. Phys. 2008, 25, 1978-1983.
32. Singh, C. P.; Bindra, K. S.; Bhalerao, G. M.; Oak, S. M. Opt. Exp. 2008, 16, 8440-8450.
33. Patra, A.; Venkatram, N.; Rao, D. N.; Radhakrishnan, T. P. J. Phys. Chem, C 2008, 112, 16269-16274.
34. Polavarapu, L.; Venkatram, N.; Ji, W.; Xu, Q.-H. ACS Appl. Mater. Int. 2009, 1, 2298-2303.
35. Pan, H.; Chen, W.; Feng, Y. P.; Ji, W.; Lin, J. Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 223106/1-3.
36. Zhou, G.-J.; Wong, W.-Y.; Lin, Z.; Ye, C. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 6189-6193.
37. Zhou, G.-J.; Wong, W.-Y.; Ye, C.; Lin, Z. Adv. Fund Mater: 2007, 17, 963-975.
38. Zheng, Q.; Gupta, S. K.; He, G. S.; Tan, L.-S.; Prasad, P. N. Adv. Fund. Mater: 2008, 18, 2770-2779.
39. Girardot, C.; Cao, B.; Mulatier, J.-C.; Baldeck, P. L.; Chauvin, J.; Riehl, D.; Delaire, J. A.; Andraud, C.; Lemercier, G. Chem. Phys. Chem. 2008, 9, 1531-1535.
40. Manjunatha, M. G.; Adhikari, A. V.; Hegde, P. K.; Sandeep, C. S. S.; Philip, R. J. Mater. Sci. 2009, 44, 6069-6077.
41. Kamanina, N. V.; Voronin, Y. M.; Varnaev, A. V.; Bagrov, I. V.; Zhevlakov, A. P. Synth. Met. 2003, 138, 317-322.
42. Lin, T.-C.; He, G. S.; Zheng, Q.; Prasad, P. N. J. Mater. Chem. 2006, 16, 2490-2498.
43. Bouit, P.-A.; Wetzel, G.; Berginc, G.; Loiseaux, B.; Toupet, L.; Feneyrou, P.; Bretonnière, Y.; Kamada, K.; Maury, O.; Andraud, C. Chem. Mater. 2007, 19, 5325-5335.
44. Li, F.; Zheng, Q.; Yang, G.; Dai, N.; Lu, P. Mater: Lett. 2008, 62, 3059-3062.
45. Lin, T.-C.; Chen, Y.-F.; Hu, C.-L.; Hsu, C.-S. J. Mater. Chem. 2009, 19, 7075-7080.
46. Zheng, Q.; He, G. S.; Prasad, P. N. Chem. Phys. Lett. 2009, 475, 250-255.
47. Hales, J. M.; Cozzuol, M.; Screen, T. E. O.; Anderson, H. L.; Perry, J. W. Opt. Exp. 2009, 17, 18478-18488.
48. Bouit, P.-A.; Westlund, R.; Feneyrou, P.; Maury, O.; Malkoch, M.; Malmström, E.; Andraud, C New J. Chem. 2009, 33, 964-968.
49. Englman, R.; Jortner, J. Mol. Phys. 1970, 18, 145.
50. Caspar, J. V.; Meyer, T. J. J. Phys. Chem. 1983, 87, 952-957.
51. Turro, N. J. Modem Molecular Photochemistry; University Science Books: Sausolito, CA, 1991.
52. Duncan, T. V.; Rubtsov, I. V.; Uyeda, H. T.; Therien, M. J. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 9474-9475.
53. Duncan, T. V.; Ishizuka, T.; Therien, M. J. J. Am. Chem Soc. 2007, 129, 9691-9703.
54. Duncan, T. V.; Susumu, K.; Sinks, L. E.; Therien, M. J. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 9000-9001.
55. Papp, S.; Vanderkooi, J. M.; Owen, C. S.; Holtom, G. R.; Phillips, C. M. Biophys. J. 1990, 58, 177-186.
56. Lin, V. S.-Y.; DiMagno, S. G.; Therien, M. J. Science 1994, 264, 1105-1111.
57. Lin, V. S.-Y.; Therien, M. J. Chem-Eur: J. 1995, 1, 645-651.
58. Angiolillo, P. J.; Lin, V. S.-Y.; Vanderkooi, J. M.; Therien, M. J. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 12514-12527.
59. Kumble, R.; Palese, S.; Lin, V. S.-Y.; Therien, M. J.; Hochstrasser, R. M. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 11489-11498.
60. Fletcher, J. T.; Therien, M. J. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 12393-12394.
61. Shediac, R.; Gray, M. H. B.; Uyeda, H. T.; Johnson, R. C.; Hupp, J. T.; Angiolillo, P. J.; Therien, M. J. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 7017-7033.
62. Angiolillo, P. J.; Susumu, K.; Uyeda, H. T.; Lin, V. S.-Y.; Shediac, R.; Therien, M. J. Synth. Met. 2001, 116, 247-253.
63. Susumu, K.; Therien, M. J. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 8550-8552.
64. Fletcher, J. T.; Therien, M. J. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 4298-4311.
65. Fletcher, J. T.; Therien, M. J. Inorg. Chem. 2002, 41, 331-341.
66. Rubtsov, I. V.; Susumu, K.; Rubtsov, G. I.; Therien, M. J. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 2687-2696.
67. Ostrowski, J. C.; Susumu, K.; Robinson, M. R.; Therien, M. J.; Bazan, G. C. Adv. Mater: 2003, 15, 1296-1300.
68. Angiolillo, P. J.; Uyeda, H. T.; Duncan, T. V.; Therien, M. J. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 11893-11903.
69. Susumu, K.; Duncan, T. V.; Therien, M. J. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 5186-5195.
70. Ghoroghchian, P. P.; Frail, P. R.; Susumu, K.; Blessington, D.; Brannan, A. K.; Bates, F. S.; Chance, B.; Hammer, D. A.; Therien, M. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 2922-2927.
71. Ghoroghchian, P. P.; Frail, P. R.; Susumu, K.; Park, T.-H.; Wu, S. P.; Uyeda, H. T.; Hammer, D. A.; Therien, M. J. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 15388-15390.
72. Duncan, T. V.; Wu, S. P.; Therien, M. J. J. Am. Chem. Soc. 2006, 125, 10423-10435.
73. Susumu, K.; Frail, P. R.; Angiolillo, P. J.; Therien, M. J. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 8380-8381.
74. Frail, P. R.; Susumu, K.; Huynh, M.; Fong, J.; Kikkawa, J. M.; Therien, M. J. Chem, Mater. 2007, 19, 6062-6064.
75. Keinan, S.; Therien, M. J.; Beratan, D. N.; Yang, W. T. J. Phys. Chem, A 2008, 112, 12203-12207.
76. Duncan, T. V.; Ghoroghchian, P. P.; Rubtsov, I. V.; Hammer, D. A.; Therien, M. J. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 9773-9784.
77. Duncan, T. V.; Song, K.; Hung, S. T.; Miloradovic, I.; Nayak, A.; Persoons, A.; Verbiest, T.; Therien, M. J.; Clays, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 2978-2981.
78. Fisher, J. A. N.; Susumu, K.; Therien, M. J.; Yodh, A. G. J. Chem. Phys. 2009, 130, 134506/1-8.
79. Banerjee, P.; Conklin, D.; Nanayakkara, S.; Park, T.-.H.; Therien, M. J.; Bonnell, D. A. ACS Nano 2010, 4, 1019-1025.
80. DiMagno, S. G.; Lin, V. S.-Y.; Therien, M. J. J. Org. Chem. 1993, 58, 5983-5993.
81. DiMagno, S. G.; Lin, V. S.-Y.; Therien, M. J. J. Am. Chem, Soc. 1.993, 115, 2513-2515.
82. Eastwood, D.; Gouterman, M. J. Mol. Spectrosc. 1970, 35, 359.
83. Optical Spectra and Electronic Structure of Porphyrins; Gouterman, M., Ed.; Academic Press: New York, 1978; Vol. 3.
84. Harriman, A. J. Chem. Soc, Faraday Trans. 2 1981, 77, 12811291.
85. n transition manifold exhibits two well-resolved transitions of nearly equal intensity (Table 2); 940 nm represents an average position.
86. There are some moderate-scale excitation-wavelength-dependent changes to the spectral features that occur on a 15-30 ps time scale. These changes are generally associated with structural relaxation around the ethyne bridge, with excited electronic-state conformeric populations favoring smaller average macrocycle-macrocycle dihedral angles than those of the ground electronic state.
87. Baskin, J. S.; Yu, H.-Z.; Zewail, A. H. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 9837-9844.
88. Wynne, K.; LeCours, S. M.; Galii, C.; Therien, M. J.; Hochstrasser, R. M. J. Am. Chenu Soc. 1995, 117, 3749-3753.
89. Caspar, J. V.; Meyer, T. J. J. Phys. Chem. 1983, 87, 952-957.