Three-pulse photon-echo peak shift spectroscopy and its application for the study of solvation and nanoscale excitons

ChemPhysChem

Volumn 12, Issue 1, 2011, Pages 88-100

  Oh, Megan H J ^a   Salvador, Mayrose R ^a   Wong, Cathy Y ^a   Scholes, Gregory D ^a  

^a UNIVERSITY OF TORONTO   (Canada)

Author keywords

chromophores; condensed phase; laser spectroscopy; nonlinear optics; ultrafast solvation dynamics

Indexed keywords

CHROMOPHORES; DYNAMICS; EXCITONS; LASER SPECTROSCOPY; NANOTECHNOLOGY; NONLINEAR OPTICS; SOLVATION; SPECTROSCOPIC ANALYSIS;

CONDENSED PHASE; ITS APPLICATIONS; NANO SCALE; PHOTON ECHOES; PHOTON-ECHO SPECTROSCOPY; SOLVATION DYNAMICS; SPECTROSCOPIC STUDIES; THREE-PULSE PHOTON ECHO;

PHOTONS;

EID: 78651416528     PISSN: 14394235     EISSN: 14397641     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/cphc.201000712     Document Type: Article

References (131)

1. S. F. Mason, J. Chem. Soc. 1959, 1263-1268.
2. Y. Ooshika, J. Phys. Soc. Jpn. 1954, 9, 594-602.
3. E. G. McRae, J. Phys. Chem. 1957, 61, 562-572.
4. N. Mataga, Y. Kaifu, M. Koizumi, Bull. Chem. Soc. Jpn. 1956, 29, 465-470
5. N. Mataga, Bull. Chem. Soc. Jpn. 1963, 36, 654-662.
6. E. Lippert, Z. Naturforsch. A 1955, 10, 541-545.
7. P. Suppan, J. Photochem. Photobiol. A 1990, 50, 293-330.
8. J. Tomasi, M. Persico, Chem. Rev. 1994, 94, 2027-2094
9. J. Tomasi, B. Mennucci, R. Cammi, Chem. Rev. 2005, 105, 2999-3094.
10. C. J. Cramer, D. G. Truhlar, Chem. Rev. 1999, 99, 2161-2200.
11. C. Reichardt, Chem. Rev. 1994, 94, 2319-2358.
12. R. A. Marcus, J. Chem. Phys. 1963, 39, 1734-1740
13. R. A. Marcus, J. Chem. Phys. 1965, 43, 1261-1274.
14. M. Orrit, J. Bernard, R. I. Personov, J. Phys. Chem. 1993, 97, 10256-10268.
15. R. Jankowiak, J. M. Hayes, G. J. Small, Chem. Rev. 1993, 93, 1471-1502.
16. W. E. Moerner, J. Phys. Chem. B 2002, 106, 910-927.
17. S. Mukamel, Principles of Nonlinear Optical Spectroscopy, Oxford University Press, New York, 1995.
18. G. R. Fleming, S. A. Passino, Y. Nagasawa, Philos. Trans. R. Soc. Lond. A 1998, 356, 389-404
19. G. R. Fleming, M. Cho, Annu. Rev. Phys. Chem. 1996, 47, 109-134.
20. B. Bagchi, D. Oxtoby, G. Fleming, Chem. Phys. 1984, 86, 257-267.
21. G. van der Zwan, J. T. Hynes, J. Phys. Chem. 1985, 89, 4181-4188.
22. T. Joo, Y. Jia, J.-Y. Yu, M. J. Lang, G. R. Fleming, J. Chem. Phys. 1996, 104, 6089-6107
23. T. Joo, Y. Jia, J.-Y. Yu, D. M. Jonas, G. R. Fleming, J. Phys. Chem. 1996, 100, 2399-2409.
24. D. M. Jonas, M. J. Lang, Y. Nagasawa, T. Joo, G. R. Fleming, J. Phys. Chem. 1996, 100, 12660-12673.
25. M. Cho, Two-Dimensional Optical Spectroscopy, CRC Press, Boca Raton, 2009.
26. E. W. Castner Jr., M. Maroncelli, G. R. Fleming, J. Chem. Phys. 1987, 86, 1090-1097.
27. M. Maroncelli, G. R. Fleming, J. Chem. Phys. 1987, 86, 6221-6239.
28. M. L. Horng, J. A. Gardecki, M. Maroncelli, J. Phys. Chem. 1995, 99, 17311-17337.
29. B. M. Ladanyi, R. M. Stratt, J. Phys. Chem. 1996, 100, 1266-1282
30. B. M. Ladanyi, R. M. Stratt, J. Phys. Chem. 1995, 99, 2502-2511.
31. B. Mennucci, R. Cammi, Continuum Solvation Models in Chemical Physics, From Theory to Applications, Wiley, Chichester, 2007.
32. J. Tomasi, B. Mennucci, R. Cammi, Chem. Rev. 2005, 105, 2999-3093
33. J. Tomasi, R. Cammi, B. Mennucci, C. Cappelli, S. Corni, Phys. Chem. Chem. Phys. 2002, 4, 5697-5712.
34. M. Maroncelli, J. Mol. Liq. 1993, 57, 1-37.
35. R. M. Stratt, M. Maroncelli, J. Phys. Chem. 1996, 100, 12981-12996.
36. P. J. Rossky, J. D. Simon, Nature 1994, 370, 263-269.
37. W. Jarzeba, G. C. Walker, A. E. Johnson, P. F. Barbara, Chem. Phys. 1991, 152, 57-68.
38. P. F. Barbara, W. Jarzeba, Adv. Photochem. 1990, 15, 1-68.
39. R. Kubo, Rep. Prog. Phys. 1966, 29, 255-284.
40. M. Maroncelli, G. R. Fleming, J. Chem. Phys. 1988, 89, 875-881.
41. S. J. Rosenthal, X. Die, M. Du, G. R. Fleming, J. Chem. Phys. 1991, 95, 4715-4718.
42. R. Jimenez, G. R. Fleming, P. V. Kumar, M. Maroncelli, Nature 1994, 369, 471-473.
43. M. Maroncelli, P. V. Kumar, A. Papazyan, M. L. Horng, S. J. Rosenthal, G. R. Fleming, Ultrafast Reaction Dynamics and Solvent Effects in AIP Conf. Proc. (Eds.: Y. Gauduel, P. J. Rossky), 1994, 298, 310-333.
44. E. A. Carter, J. T. Hynes, J. Chem. Phys. 1991, 94, 5961-5979.
45. R. M. Stratt, Acc. Chem. Res. 1995, 28, 201-207.
46. B. J. Schwartz, P. J. Rossky, J. Phys. Chem. 1995, 99, 2953-2958.
47. W. P. de Boeij, M. S. Pshenichnikov, D. A. Wiersma, J. Phys. Chem. 1996, 100, 11806-11823
48. W. P. de Boeij, M. S. Pshenichnikov, D. A. Wiersma, Chem. Phys. Lett. 1996, 253, 53-60.
49. T. Joo, Y. Jia, G. R. Fleming, J. Chem. Phys. 1995, 102, 4063-4068.
50. T. E. Dykstra, Photophysics of Conjugated Polymers, unpublished Ph.D. thesis, University of Toronto, 2008.
51. M. Cho, J.-Y. Yu, T. Joo, Y. Nagasawa, S. A. Passino, G. R. Fleming, J. Phys. Chem. 1996, 100, 11944-11953.
52. M. R. Salvador, P. S. Nair, M. Cho, G. D. Scholes, Chem. Phys. 2008, 350, 56-68.
53. G. D. Scholes, D. S. Larsen, G. R. Fleming, G. Rumbles, P. L. Burn, Phys. Rev. B 2000, 61, 13670-13678.
54. M. Yang, Chem. Phys. Lett. 2009, 467, 304-308.
55. K. F. Everitt, E. Geva, J. L. Skinner, J. Chem. Phys. 2001, 114, 1326-1335.
56. S. A. Passino, Y. Nagasawa, T. Joo, G. R. Fleming, J. Phys. Chem. A 1997, 101, 725-731.
57. Y. Nagasawa, J.-Y. Yu, G. R. Fleming, J. Chem. Phys. 1998, 109, 6175-6183.
58. D. S. Larsen, K. Ohta, G. R. Fleming, J. Chem. Phys. 1999, 111, 8970-8979.
59. A. Piryatinski, C. P. Lawrence, J. L. Skinner, J. Chem. Phys. 2003, 118, 9672-9679.
60. D. S. Larsen, K. Ohta, Q.-H. Xu, M. Cyrier, G. R. Fleming, J. Chem. Phys. 2001, 114, 8008-8039
61. D. S. Larsen, Rev. Sci. Instrum. 2002, 73, 1325-1328.
62. R. Agarwal, B. S. Prall, A. H. Rizvi, M. Yang, G. R. Fleming, J. Chem. Phys. 2002, 116, 6243-6252.
63. J. M. Salverda, M. Vengris, B. P. Krueger, G. D. Scholes, A. R. Czarnoleski, V. Novoderezhkin, H. van Amerongen, R. van Grondelle, Biophys. J. 2003, 84, 450-465.
64. S. M. Gallagher Faeder, D. M. Jonas, Phys. Rev. A 2000, 62, 033820.
65. M. R. Salvador, M. A. Hines, G. D. Scholes, J. Chem. Phys. 2003, 118, 9380-9388.
66. L. J. McKimmie, C. N. Lincoln, J. Jasieniak, T. A. Smith, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 82-88.
67. X. Yang, T. E. Dykstra, G. D. Scholes, Phys. Rev. B 2005, 71, 045203.
68. T. E. Dykstra, V. Kovalevskij, X. Yang, G. D. Scholes, Chem. Phys. 2005, 318, 21-32.
69. T. E. Dykstra, G. D. Scholes, in Conformational Disorder and Optical Properties of Conjugated Polymers: Ultrafast Dynamics and Laser Action of Organic Semiconductors (Ed., Z. V. Vardeny,), CRC Press, Boca Raton, 2009.
70. S. Tretiak, A. Saxena, R. L. Martin, A. R. Bishop, Phys. Rev. Lett. 2002, 89, 097402.
71. J. Bullot, B. Dulieu, S. Lefrant, Synth. Met. 1993, 61, 211-215.
72. G. R. Möhlmann, Synth. Met. 1994, 67, 77-80.
73. D. R. Baigent, N. C. Greenham, J. Grüner, R. N. Marks, R. H. Friend, R. C. Moratti, A. B. Holmes, Synth. Met. 1994, 67, 3-10.
74. D. Oelkrug, A. Tompert, H.-J. Egelhaaf, M. Hanack, E. Steinhuber, M. Hohloch, H. Meier, U. Stalmach, Synth. Met. 1996, 83, 231-237.
75. H.-J. Egelhaaf, L. Lüer, A. Tompert, P. Bäuerle, K. Müllen, D. Oelkrug, Synth. Met. 2000, 115, 63-68.
76. E. Birckner, U. W. Grimmt, A. Hartmann, S. Pfeiffer, H. Tillmann H.-H. Hörhold, J. Fluoresc. 1998, 8, 73-80.
77. D. Oelkrug, A. Tompert, J. Gierschner, H.-J. Egelhaaf, M. Hanack, M. Hohloch, E. Steinhuber, J. Phys. Chem. B 1998, 102, 1902-1907.
78. K. P. Fritz, G. D. Scholes, J. Phys. Chem. B 2003, 107, 10141-10147.
79. S. Son, A. Dodabalapur, A. J. Lovinger, M. E. Galvin, Science 1995, 269, 376-378.
80. E. Collini, C. Y. Wong, K. E. Wilk, P. M. G. Curmi, P. Brumer, G. D. Scholes, Nature 2010, 463, 644
81. E. Collini, G. D. Scholes, J. Phys. Chem. A 2009, 113, 4223-4241.
82. N. P. Wells, D. A. Blank, Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 086403.
83. M. Yang, G. R. Fleming, J. Chem. Phys. 1999, 110, 2983-2990.
84. R. Kopelman, M. Shortreed, Z. Y. Shi, W. H. Tan, Z. F. Xu, J. S. Moore, A. Bar-Haim, J. Klafter, Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 1239-1242.
85. A. Bar-Haim, J. Klafter, R. Kopelman, J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 6197-6198.
86. O. Varnavski, I. D. W. Samuel, L.-O. PÃlsson, R. Beavington, P. L. Burn, T. Goodson III, J. Chem. Phys. 2002, 116, 8893-8903.
87. J. P. J. Markham, S.-C. Lo, S. W. Magennis, P. L. Burn, I. D. W. Samuel, Appl. Phys. Lett. 2002, 80, 2645-2647.
88. J. M. Lupton, I. D. W. Samuel, R. Beavington, P. L. Burn, H. Bassler, Synth. Met. 2001, 116, 357-362.
89. C. W. Tang, S. A. Van Slyke, C. H. Chen, J. Appl. Phys. 1989, 65, 3610-3616.
90. S. Brasselet, J. Zyss, J. Opt. Soc. Am. B 1998, 15, 257-288.
91. T. Verbiest, K. Clays, C. Samyn, J. Wolff, D. Reinhoudt, A. Persoon, J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 9320-9323.
92. S.-J. Chung, K.-S. Kim, T.-C. Lin, G.-S. He, J. Swiatkiewicz, P. N. Prasad, J. Phys. Chem. B 1999, 103, 10741-10745.
93. M. Drobizhev, A. Karotki, A. Rebane, Opt. Lett. 2001, 26, 1081-1083.
94. S. A. Lahankar, R. West, O. Varnavski, X. Xie, L. Sukhomlinova, R. Twieg, T. Goodson III, J. Chem. Phys. 2004, 120, 337-344.
95. O. Varnavski, A. Leanov, L. Liu, J. Takacs, T. Goodson III, J. Phys. Chem. B 2000, 104, 179-188.
96. L. Latterini, G. De Belder, G. Schweitzer, M. Van der Auweraer, F. C. De Schryver, Chem. Phys. Lett. 1998, 295, 11-16.
97. W. Verbouwe, M. Van der Auweraer, F. C. De Schryver, J. J. Piet, J. M. Warman, J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 1319-1324.
98. E. van Veldhoven, H. Zhang, M. Glasbeek, J. Phys. Chem. A 2001, 105, 1687-1692.
99. A. Curioni, M. Boero, W. Andreoni, Chem. Phys. Lett. 1998, 294, 263-271.
100. O. Varnavski, L. Sukhomlinova, R. Twieg, T. Goodson III, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 10484-10492.
101. S. M. Bachilo, M. S. Strano, C. Kittrell, R. H. Hauge, R. E. Smalley, R. B. Weisman, Science 2002, 298, 2361-2366.
102. F. Wang, G. Dukovic, L. E. Brus, T. F. Heinz, Science 2005, 308, 838-841.
103. Y.-Z. Ma, L. Valkunas, S. M. Bachilo, G. R. Fleming, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 15671-15674.
104. Y.-Z. Ma, T. Hertel, Z. V. Vardeny, G. R. Fleming, L. Valkunas, Topics in Applied Physics (Eds.:, A. Jorio, G. Dresselhaus, M. S. Dresselhaus,), 2008, 111, 321-352.
105. S. M. Bachilo, L. Balzano, J. E. Herrera, F. Pompeo, D. E. Resasco, R. B. Weisman, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 11186-11187.
106. S. Lebedkin, P. Schweiss, B. Renker, S. Malik, F. Hennrich, M. Neumaier, C. Stoermer, M. M. Kappes, Carbon 2002, 40, 417-423.
107. Y. Miyauchi, S. Chiashi, Y. Murakami, Y. Hayashida, S. Maruyama, Chem. Phys. Lett. 2004, 387, 198-203.
108. A. Hagen, M. Steiner, M. B. Raschke, C. Lienau, T. Hertel, H. Qian, A. J. Meixner, A. Hartschuh, Phys. Rev. Lett. 2005, 95, 197401.
109. J. Lefebvre, D. G. Austing, J. Bond, P. Finnie, Nano Lett. 2006, 6, 1603-1608.
110. H. Htoon, M. J. O'Connell, P. J. Cox, S. K. Doorn, V. Klimov, Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 027401.
111. M. W. Graham, Y.-Z. Ma, G. R. Fleming, Nano Lett. 2008, 8, 3936-3941.
112. M. Cho, T. Brixner, I. V. Stiopkin, H. M. Vaswani, G. R. Fleming, J. Chin. Chem. Soc. 2006, 53, 15-24
113. M. Cho, Chem. Rev. 2008, 108, 1331-1418.
114. G. D. Goodno, V. Astinov, R. J. D. Miller, J. Phys. Chem. B 1999, 103, 603-607.
115. J. P. Ogilvie, M. L. Cowan, R. J. D. Miller, in Diffractive Optics-Based Heterodyne Detected Three-Pulse Photon-Echo, Ultrafast Phenomena XIII (Eds.:, R. J. D. Miller, M. M. Murnane, N. F. Scherer, A. M. Weiner,), Springer-Verlag, Berlin, 2003.
116. L. Lepetit, M. Joffre, Opt. Lett. 1996, 21, 564-566
117. L. Lepetit, G. Cheriaux, M. Joffre, J. Opt. Soc. Am. B 1995, 12, 2467-2474.
118. D. M. Jonas, Annu. Rev. Phys. Chem. 2003, 54, 425-463.
119. T. Brixner, I. V. Stiopkin, G. R. Fleming, Opt. Lett. 2004, 29, 884-886
120. T. Brixner, T. Mancal, I. V. Stiopkin, G. R. Fleming, J. Chem. Phys. 2004, 121, 4221-4236.
121. M. L. Cowan, J. P. Ogilvie, R. J. D. Miller, Chem. Phys. Lett. 2004, 386, 184-189.
122. N. S. Ginsberg, Y.-C. Cheng, G. R. Fleming, Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1352-1363.
123. R. R. Ernst, G. Bodenhausen, A. Wokaun, Principles of Nuclear Magnetic Resonance in One and Two Dimensions, Oxford University Press, Oxford, 1990.
124. P. Hamm, M. Lim, R. M. Hochstrasser, J. Phys. Chem. B 1998, 102, 6123-6138.
125. Z. Ganim, H. S. Chung, A. W. Smith, L. P. DeFlores, K. C. Jones, A. Tokmakoff, Acc. Chem. Res. 2008, 41, 432-441.
126. T. Brixner, J. Stenger, H. M. Vaswani, M. Cho, R. E. Blankenship, G. R. Fleming, Nature 2005, 434, 625-658.
127. G. S. Engel, T. R. Calhoun, E. L. Read, T. K. Ahn, T. Mancal, Y.-C. Cheng, R. E. Blankenship, G. R. Fleming, Nature 2007, 446, 782-786.
128. D. Abramavicius, B. Palmieri, D. V. Voronine, F. Sanda, S. Mukamel, Chem. Rev. 2009, 109, 2350-2408.
129. T. R. Calhoun, N. S. Ginsberg, G. S. Schlau-Cohen, Y.-C. Cheng, M. Ballottari, R. Bassi, G. R. Fleming, J. Phys. Chem. B 2009, 113, 16291-16295.
130. F. Milota, J. Sperling, A. Nemeth, T. Mancal, H. F. Kauffmann, Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1364-1374.
131. S. T. Cundiff, T. H. Zhang, A. D. Bristow, D. Karaiskaj, X. C. Dai, Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1423-1432.