Artificial light-harvesting arrays: Electronic energy migration and trapping on a sphere and between spheres

Journal of the American Chemical Society

Volumn 134, Issue 2, 2012, Pages 988-998

  Iehl, Julien ^a   Nierengarten, Jean François ^a   Harriman, Anthony ^b   Bura, Thomas ^c   Ziessel, Raymond ^c  

^a UNIVERSITÉ DE STRASBOURG   (France)

^b NEWCASTLE UNIVERSITY   (United Kingdom)

^c CNRS   (France)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BLUE DYES; BORON DIPYRROMETHENE; DRIED FILMS; DYE MOLECULE; EFFICIENT ENERGY TRANSFER; ELECTRON ACCEPTOR; ELECTRON-TRANSFER REACTIONS; ELECTRONIC ENERGIES; ELECTRONIC ENERGY TRANSFER; ENERGY MIGRATION; EXCITATION SPECTRUM; INTRAPARTICLE; LIGHT-HARVESTING; LIGHT-HARVESTING ANTENNAS; LIGHT-HARVESTING COMPLEX; TIME-RESOLVED FLUORESCENCE SPECTROSCOPY;

AMORPHOUS SILICON; BORON; BORON COMPOUNDS; ENERGY TRANSFER; ETHERS; EXCITED STATES; FLUORESCENCE; FLUORESCENCE SPECTROSCOPY; FULLERENES; HARVESTING; LIGHT; NANOPARTICLES; SEMICONDUCTOR DOPING; SPHERES;

POLYMER FILMS;

DIOXANE; NANOSPHERE;

ARTICLE; ELECTRONICS; ENERGY TRANSFER; FLUORESCENCE SPECTROSCOPY; LIGHT ABSORPTION; LIGHT HARVESTING SYSTEM; STEADY STATE;

BORON COMPOUNDS; COLORING AGENTS; ELECTROCHEMICAL TECHNIQUES; ENERGY TRANSFER; FULLERENES; LIGHT; MEMBRANES, ARTIFICIAL; MODELS, MOLECULAR; MOLECULAR STRUCTURE; NANOPARTICLES; PLASTICS;

EID: 84855947710     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja206894z     Document Type: Article

References (93)

1. Cheng, Y. C.; Fleming, G. R. Annu. Rev. Phys. Chem. 2009, 60, 241-262
2. McDermott, G.; Prince, S. M.; Freer, A. A.; Hawthornthwaite-Lawless, A. M.; Papiz, M. Z.; Cogdell, R. J.; Isaacs, N. W. Nature 1995, 374, 517-521
3. Hawthornthwaite, A. M.; Cogdell, R. J. In The Chlorophylls; Scheer, H., Ed.; CRC Press, Boca Raton, 1993; pp 493-528.
4. Karrasch, S.; Bullough, P. A.; Ghosh, R. EMBO J. 1995, 14, 631-638
5. Blankenship, R. E. Molecular Mechanisms of Photosynthesis; Blackwell Science: Oxford, 2002.
6. van Amerongen, H.; Valkunas, L.; van Grondelle, R. Photosynthetic Excitons; World Scientific: Singapore, 2000.
7. Engel, G. S.; Calhoun, T. R.; Read, E. L.; Ahn, T. K.; Mancal, T.; Cheng, Y. C.; Blankenship, R. E.; Fleming, G. R. Nature 2007, 446, 782-786
8. Choi, M. S.; Yamazaki, T.; Yamazaki, I.; Aida, T. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 150.158
9. Adronov, A.; Gilat, S. L.; Frechet, J. M. J.; Ohta, K.; Neuwahl, F. V. R.; Fleming, G. R. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 1175-1185
10. Yeow, E. K. L.; Ghiggino, K. P.; Reek, J. N. H.; Crossley, M. J.; Bosman, A. W.; Schenning, A. P. H. J.; Meijer, E. W. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 2596-2606
11. Holden, D. A.; Guillet, J. E. Macromolecules 1980, 13, 289-295
12. Collini, E.; Scholes, G. D. Science 2009, 323, 369-373
13. Webber, S. E. Chem. Rev. 1990, 90, 1469-1482
14. George, S. J.; Ajayaghosh, A. Chem.-Eur. J. 2005, 11, 3217-3227
15. Ajayaghosh, A.; Praveen, V. K.; Vijayakumar, C. Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 109-122
16. Scholes, G. D.; Rumbles, G. Nat. Mater. 2006, 5, 683-696
17. Barnham, K. W. J.; Marques, J. L.; Hassard, J.; O'Brien, P. Appl. Phys. Lett. 2000, 76, 1197-1201
18. Hirsch, A.; Vostrowsky, O. Eur. J. Org. Chem. 2001, 829-848
19. Iehl, J.; Nierengarten, J.-F. Chem.-Eur. J. 2009, 15, 7306-7309
20. Nierengarten, J.-F.; Iehl, J.; Oerthel, V.; Holler, M.; Illescas, B. M.; Munoz, A.; Martin, N.; Rojo, J.; Sanchez-Navarro, M.; Cecioni, S.; Vidal, S.; Buffet, K.; Durka, M.; Vincent, S. P. Chem. Commun. 2010, 46, 3860-3862
21. Iehl, J.; Nierengarten, J.-F. Chem. Commun. 2010, 46, 4160-4162
22. Diekers, M.; Luo, C.; Guldi, D. M.; Hirsch, A. Chem.-Eur. J. 2002, 8, 979-991
23. Iehl, J.; Holler, M.; Nierengarten, J.-F.; Yoosaf, K.; Malicka, J. M.; Armaroli, N.; Strub, J.-M.; Van Dorsselaer, A.; Delavaux-Nicot, B. Aust. J. Chem. 2011, 64, 153-159
24. Cardullo, F.; Seiler, P.; Isaacs, L.; Nierengarten, J.-F.; Haldimann, R. F.; Diederich, F.; Mordasini-Denti, T.; Thiel, W.; Boudon, C.; Gisselbrecht, J.-P.; Gross, M. Helv. Chim. Acta 1997, 80, 343-371
25. Camps, X.; Dietel, E.; Hirsch, A.; Pyo, S.; Echegoyen, L.; Hackbarth, S.; Röder, B. Chem.-Eur. J. 1999, 5, 2362-2373
26. Iehl, J.; Pereira de Freitas, R.; Delavaux-Nicot, B.; Nierengarten, J.-F. Chem. Commun. 2008, 2450-2452
27. Lammi, R. K.; Wagner, R. W.; Ambroise, A.; Diers, J. R.; Bocian, D. F.; Holten, D.; Lindsey, J. S. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 5341-5352
28. Holten, D.; Bocian, D. F.; Lindsey, J. S. Acc. Chem. Res. 2002, 35, 57-69
29. Ziessel, R.; Harriman, A. Chem. Commun. 2011, 47, 611-631
30. Ziessel, R.; Allen, B. D.; Rewinska, D. B.; Harriman, A. Chem.-Eur. J. 2009, 27, 7382-7393
31. Wijesinghe, C. A.; El-Khouly, M. E.; Blakemore, J. D.; Znadler, M. E.; Fukuzumi, S.; D'Souza, F. Chem. Commun. 2010, 46, 3301-3303
32. Liu, J. Y.; El-Khouly, M. E.; Fukuzumi, S.; Ng, D. K. Chem. Asian J. 2011, 3, 174-179
33. Ranca, F.; Helmreich, M.; Mölich, A.; Hermilov, E. A.; Jux, N.; Röder, B.; Hirsch, A.; Böhm, F. Bioconjugate Chem. 2007, 18, 1078-1086
34. Regehly, M.; Hermilov, E. A.; Mölich, A.; Helmreich, M.; Hirsch, A.; Jux, N.; Röder, B. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 998-1006
35. Herzog, A.; Hirsch, A.; Vostrowsky, O. Eur. J. Org. Chem. 2000, 171-180
36. Iehl, J.; Nierengarten, J.-F. Chem. Commun. 2010, 46, 4160-4162
37. Fortgang, P.; Maisonhaute, E.; Amatore, C.; Delavaux-Nicot, B.; Iehl, J.; Nierengarten, J.-F. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 2364-2367
38. Ulrich, G.; Ziessel, R. J. Org. Chem. 2004, 69, 2070-2083
39. Ziessel, R.; Bonardi, L.; Retailleau, P.; Ulrich, G. J. Org. Chem. 2006, 71, 3093-3096
40. Benniston, A. C.; Copley, G.; Elliott, K. J.; Harrington, R. W.; Clegg, W. Eur. J. Org. Chem. 2008, 2705-2713
41. Hisato, S.; Yasuteru, U.; Hirotatsu, K.; Tetsuo, N. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 5597-5604
42. Rousseau, T.; Cravino, A.; Roncali, J.; Bura, T.; Ulrich, G.; Ziessel, R. Chem. Commun. 2009, 1673-1675
43. Rousseau, T.; Cravino, A.; Roncali, J.; Bura, T.; Ulrich, G.; Ziessel, R. J. Mater. Chem. 2009, 16, 2298-2300
44. Rousseau, T.; Cravino, A.; Ripaud, E.; Leriche, P.; Rihn, S.; De Nicola, A.; Ziessel, R.; Roncali, J. Chem. Commun. 2010, 46, 5082-5084
45. Kollmannsberger, M.; Rurack, K.; Resch-Genger, U.; Daub, J. J. Phys Chem. A 1998, 102, 10211-10220
46. Burghart, A.; Kim., H.; Wech, M. B.; Thorensen, L. H.; Reibenspies, J.; Burgess, K. J. Org. Chem. 1999, 64, 7813-7819
47. Wan, C.-W.; Burghart, A.; Chen, J.; Bergström, F.; Johanson, L. B.-A.; Wolford, M. F.; Kim, T. G.; Topp, M. R.; Hochstrasser, R. M.; Burgess, K. Chem.-Eur. J. 2003, 9, 4430-4441
48. Bricks, J. L.; Kovalchuk, A.; Trieflinger, C.; Nofz, M.; Büschel, M.; Tolmachev, A. I.; Daub, J.; Rurack, K. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 13522-13529
49. Cotlet, M.; Vosch, T.; Habichi, S.; Weil, T.; Müllen, K.; Hofkens, J.; De Schryver, F. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 9760-9768
50. Kumaresan, D.; Thummel, R. P.; Bura, T.; Ulrich, G.; Ziessel, R. Chem.-Eur. J. 2009, 15, 6335-6339
51. Ziessel, R.; Ulrich, G.; Olivier, J. H.; Bura, T.; Sutter, A. Chem. Commun. 2010, 46, 7978-7980
52. Renger, T. Photosynth. Res. 2009, 102, 471-485
53. Wong, K. F.; Bagchi, B.; Rossky, P. J. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 5752-5763
54. Guldi, D.; Hauke, F.; Hirsch, A. Res. Chem. Intermed. 2002, 28, 817-830
55. Ying, Q.; Marecek, J.; Chu, B. Chem. Phys. Lett. 1994, 219, 214-218
56. Guldi, D. M. Chem. Soc. Rev. 2002, 31, 22-36
57. Kuciauskas, D.; Lin, S.; Seely, G. R.; Moore, A. L.; Moore, T. A.; Gust, D.; Drovetskaya, T.; Reed, C. A.; Boyd, P. D. W. J. Phys. Chem. 1996, 100, 15926-15932
58. Kodis, G.; Liddell, P. A.; de la Garza, L.; Clausen, P. C.; Lindsey, J. S.; Moore, A. L.; Moore, T. A.; Gust, D. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 2036-2048
59. Allen, B. D.; Benniston, A. C.; Harriman, A.; Mallon, L. J.; Pariani, C. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 4112-4118
60. Ziessel, R.; Allen, B. D.; Rewinska, D. B.; Harriman, A. Chem.-Eur. J. 2009, 15, 7382
61. Guldi, D. M.; Luo, C. P.; Prato, M.; Troisi, A.; Zerbetto, F.; Scheloske, M.; Dietel, E.; Bauer, W.; Hirsch, A. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 9166-9167
62. Tokoro, Y.; Nagai, A.; Chujo, T. Tetrahedron Lett. 2010, 51, 3451-3454
63. Bergstrom, F.; Mikhalyov, I.; Hagglof, P.; Wortmann, R.; Ny, T.; Johansson, L. B.-A. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 196-204
64. Tleugabulova, D.; Zhang, Z.; Brennan, J. D. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 13133-13138
65. Benniston, A. C.; Copley, G.; Harriman, A.; Howgego, D.; Harrington, R. W.; Clegg, W. J. Org. Chem. 2010, 75, 2018-2027
66. Harriman, A.; Mallon, L. J.; Stewart, B.; Ulrich, G.; Ziessel, R. Eur. J. Org. Chem. 2007, 3191-3198
67. Benny Lee, K. C.; Siegel, J.; Webb, S. E. D.; Lévêque-Fort, S.; Cole, M. J.; Jones, R.; Dowling, K.; Lever, M. J.; French, P. M. W. Biophys. J. 2001, 81, 1265-1274
68. Tcherkasskaya, O.; Spiro, J. G.; Ni, S. R.; Winnik, M. A. J. Phys. Chem. 1996, 100, 714-721
69. Duportail, G.; Merola, F.; Llanos, P. J. Photochem. Photobiol., A 1995, 89, 135-140
70. Van der Auweraer, M.; Ballet, P.; De Schryver, F. C.; Kowalczyk, A. Chem. Phys. 1994, 187, 399-416
71. Berberan-Santos, M. N.; Bodunov, E. N.; Valeur, B. Chem. Phys. 2005, 315, 171-182
72. Förster, T. Ann. Phys. (Leipzig) 1948, 2, 55-75
73. Deplazes, E.; Jayatilaka, D.; Corry, B. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 11045-11054
74. Schönberger, H.; Schwab, C. H.; Hirsch, A.; Gasteiger, J. J. Mol. Model. 2000, 6, 379-395
75. Dahim, M.; Mizuno, N. K.; Li, X. M.; Momsen, W. E.; Momsen, M. M.; Brockman, H. L. Biophys. J. 2002, 83, 1511-1524
76. Klafter, J.; Blumen, A. J. Chem. Phys. 1984, 80, 875-877
77. Zumofen, G.; Blumen, A. Chem. Phys. Lett. 1982, 88, 63-67
78. Jaynes, E. T. Probability Theory: The Logic of Science; Cambridge University Press: Cambridge, UK, 2003.
79. Corry, B.; Jayatilaka, D.; Rigby, P. Biophys. J. 2005, 89, 3822-3836
80. Walsh, C. B.; Franses, E. I. Thin Solid Films 2003, 429, 71-76
81. Holzer, W.; Pichlmaier, M.; Drotleff, E.; Penzkofer, A.; Bradley, D. D. C.; Blau, W. J. Opt. Commun. 1999, 163, 24-28
82. Paudler, M.; Ruths, J.; Rieger, H. Langmuir 1992, 8, 184-189
83. Hermann, A. M. Sol. Energy 1982, 29, 323-328
84. Reisfeld, R.; Joergensen, C. K. Struct. Bonding (Berlin, Ger.) 1982, 49, 1-14
85. Popov, V. V.; Yakimenko, V. N. J. Appl. Spectrosc. 1995, 62, 573-578
86. Chatten, A. J.; Barnham, K. W. J.; Buxton, B. F.; Ekins-Daukes, N. J.; Malik, M. A. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2003, 75, 363-369
87. Chatten, A. J.; Barnham, K. W. J.; Buxton, B. F.; Ekins-Daukes, N. J.; Malik, M. A. Semiconductors 2004, 38, 909-915
88. Swartz, B. A.; Cole, T.; Zewail, A. H. Opt. Lett. 1977, 1, 73-77
89. Batchelder, J. S.; Zewail, A. H.; Cole, T. Appl. Opt. 1981, 20, 3733
90. Bailey, S. T.; Lokey, G. E.; Hanes, M. S.; Shearer, J. D. M.; McLafferty, J. B.; Beaumont, G. T.; Baseler, T. T.; Layhue, J. M.; Broussard, D. R.; Zhang, Y.-Z.; Wittmershaus, B. P. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2007, 91, 67-75
91. Kuhlbrandt, W.; Wang, D. N.; Fujiyoshi, Y. Nature 1994, 367, 614-621
92. Benniston, A. C.; Harriman, A. Mater. Today 2008, 11, 26-34
93. Goldschmidt, J. C.; Peters, M.; Bösch, A.; Helmers, H.; Dimroth, F.; Glunz, S. W.; Willeke, G. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2009, 93, 176-182