Role of bridge energetics on the preference for hole or electron transfer leading to charge recombination in donor-bridge-acceptor molecules

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 116, Issue 9, 2012, Pages 2184-2191

  Colvin, Michael T ^a   Ricks, Annie Butler ^a   Wasielewski, Michael R ^a  

^a NORTHWESTERN UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CHARGE RECOMBINATIONS; DECAY PARAMETERS; DONOR-ACCEPTORS; ELECTRON TRANSFER; ELECTRONIC COUPLING; HOLE TRANSFER; HOPPING MECHANISM; HOPPING TRANSPORT; INITIAL POPULATION; INTERSYSTEM CROSSING; RADICAL PAIR; SUPEREXCHANGES; TIME-RESOLVED ELECTRON PARAMAGNETIC RESONANCES; TRIPLET ENERGY; TRIPLET-TRIPLET ENERGY TRANSFER;

ELECTRON TRANSITIONS; ENERGY GAP; ENERGY TRANSFER; KETONES; NAPHTHALENE; PARAMAGNETISM; PHOTOEXCITATION; SOLIDS;

FREE RADICAL REACTIONS;

EID: 84858064892     PISSN: 10895639     EISSN: 15205215     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp2125735     Document Type: Article

References (68)

1. Wasielewski, M. R. Chem. Rev. 1992, 92, 435-461
2. Gust, D.; Moore, T. A.; Moore, A. L. Acc. Chem. Res. 2001, 34, 40-48
3. Holten, D.; Bocian, D. F.; Lindsey, J. S. Acc. Chem. Res. 2002, 35, 57-69
4. Redmore, N. P.; Rubtsov, I. V.; Therien, M. J. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 8769-8778
5. Guldi, D. M. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 11432-11441
6. Palacios, R. E.; Gould, S. L.; Herrero, C.; Hambourger, M.; Brune, A.; Kodis, G.; Liddell, P. A.; Kennis, J.; Macpherson, A. N.; Gust, D.; Moore, T. A.; Moore, A. L. Pure Appl. Chem. 2005, 77, 1001-1008
7. Wasielewski, M. R. J. Org. Chem. 2006, 71, 5051-5066
8. 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
9. Scott, A. M.; Ricks, A. B.; Colvin, M. T.; Wasielewski, M. R. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 2904-2908
10. Cogdell, R. J.; Howard, T. D.; Bittl, R.; Schlodder, E.; Geisenheimer, I.; Lubitz, W. Philos. Trans. R. Soc., B 2000, 355, 1345-1349
11. Valentin, M. D.; Salvadori, E.; Agostini, G.; Biasibetti, F.; Ceola, S.; Hiller, R.; Giacometti, G. M.; Carbonera, D. Biochim. Biophys. Acta 2010, 1797, 1759-1767
12. Gust, D.; Moore, T. A.; Moore, A. L.; Kuciauskas, D.; Liddell, P. A.; Halbert, B. D. J. Photochem. Photobiol. B 1998, 43, 209-216
13. Gust, D.; Moore, T. A.; Moore, A. L.; Alexander, A.; Krasnovsky, J.; Liddell, P. L.; Nicodem, D.; DeGraziano, J. M.; Kerrigan, P.; Makings, L. R.; Pessiki, P. J. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 5684-5691
14. Henbest, K. B.; Maeda, K.; Athanassiades, E.; Hore, P. J.; Timmel, C. R. Chem. Phys. Lett. 2006, 421, 571-576
15. Valentin, M. D.; Agostini, G.; Salvadori, E.; Ceola, S.; Giacometti, G. M.; Hiller, R. G.; Carbonera, D. Biochim. Biophys. Acta 2009, 1787, 168-175
16. Frank, H. A.; Chadwick, B. W.; Oh, J. J.; Gust, D.; Moore, T. A.; Liddell, P. A.; Moore, A. L.; Makings, L. R.; Cogdell, R. J. Biochim. Biophys. Acta 1987, 892, 253-263
17. Eng, M. M.; Ljungdhal, T.; Martensson, J.; Albinsson, B. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 6483-6491
18. Okutsu, T.; Kawai, A.; Obi, K. J. Phys. Chem. 1989, 93, 7757-7759
19. Murai, H.; Ihaya, Y. J. Chem. Phys. 1989, 135, 131-137
20. Imamura, T.; Onitsuka, O.; Murai, H.; Obi, K. J. Phys. Chem. 1984, 88, 4028-4031
21. Yamamoto, Y.; Murai, H.; Ihaya, Y. J. Chem. Phys. Lett. 1984, 112, 559-562
22. Katayama, H.; Ito, S.; Yamamoto, M. J. Phys. Chem. 1992, 96, 10115-10119
23. Tanaka, T.; Yamaji, M.; Shizuka, H. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1998, 94, 1179-1187
24. Till, U.; Hore, P. J. Mol. Phys. 1997, 90, 289-296
25. MATLAB; The Mathworks, Inc.: Natick, MA, 2006.
26. Gosztola, D.; Niemczyk, M. P.; Svec, W.; Lukas, A. S.; Wasielewski, M. R. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 6545-6551
27. Van Walree, C. A.; Kaats-Richters, V. E. M.; Veen, S. J.; Wieczorek, B.; Van Der Wiel, J. H.; Van Der Wiel, B. C. Eur. J. Org. Chem. 2004, 3046-3056
28. Garner, A.; Wilkinson, F. J. Chem. Soc., Faraday Trans. II 1976, 72, 1010-1020
29. Cooke, D. W.; Muenchausen, R. E.; Bennett, B. L.; Wrobleski, D. A.; Orler, E. B. Radiat. Phys. Chem. 2003, 66, 129-135
30. Closs, G. L.; Forbes, M. D. E.; Norris, J. R. J. Phys. Chem. 1987, 91, 3592-3599
31. Hore, P. J.; Hunter, D. A.; McKie, C. D.; Hoff, A. J. Chem. Phys. Lett. 1987, 137, 495-500
32. Efimova, O.; Hore, P. J. Biophys. J. 2008, 94, 1565-1574
33. Hore, P. J. In Advanced EPR in Biology and Biochemistry; Hoff, A. J., Ed.; Elsevier: Amsterdam, 1989, pp 405-440
34. Dance, Z. E. X.; Mi, Q. X.; McCamant, D. W.; Ahrens, M. J.; Ratner, M. A.; Wasielewski, M. R. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 25163-25173
35. Buckley, C. D.; Hunter, D. A.; Hore, P. J.; McLauchlan, K. A. Chem. Phys. Lett. 1987, 135, 307-312
36. Hore, P. J.; Hunter, D. A.; Mckie, C. D.; Hoff, A. J. Chem. Phys. Lett. 1987, 137, 495-500
37. Norris, J. R.; Morris, A. L.; Thurnauer, M. C.; Tang, J. J. Chem. Phys. 1990, 92, 4239-4249
38. Till, U.; Hore, P. J. Mol. Phys. 1997, 90, 289-296
39. Hasharoni, K.; Levanon, H.; Greenfield, S. R.; Gosztola, D. J.; Svec, W. A.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 8055-8056
40. Levanon, H.; Norris, J. R. Chem. Rev. 1978, 78, 185-198
41. Hutchinson, C. A.; Mangum, B. W. J. Chem. Phys. 1958, 29, 952-953
42. Hutchinson, C. A.; Mangum, B. W. J. Chem. Phys. 1961, 34, 908-922
43. Wasserman, E.; Snyder, L. C.; Yager, W. A. J. Chem. Phys. 1964, 41, 1763-1772
44. Blank, A.; Levanon, H. Concepts Magn. Reson., Part A 2005, 25, 18-39
45. Colvin, M. T.; Ricks, A. B.; Scott, A. M.; Smeigh, A. L.; Carmielli, R.; Miura, T.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 1240-1243
46. Conron, S. M. M. Ph.D. Thesis, Northwestern University, Evanston, Illinois, 2010.
47. Dance, Z. E. X.; Mickley, S. M.; Wilson, T. M.; Ricks, A. B.; Scott, A. M.; Ratner, M. A.; Wasielewski, M. R. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 4194-4201
48. Jortner, J.; Bixon, M.; Langenbacher, T.; Michel-Beyerle, M. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 12759-12765
49. Bixon, M.; Jortner, J. Adv. Chem. Phys. 1999, 106, 35-202
50. Ratner, M. A. J. Phys. Chem. 1990, 94, 4877-4883
51. McConnell, H. M. J. Chem. Phys. 1961, 35, 508-515
52. Pettersson, K.; Wiberg, J.; Ljungdahl, T.; Mårtensson, J.; Albinsson, B. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 319-326
53. De la Torre, G.; Giacalone, F.; Segura, J. L.; Martin, N.; Guldi, D. M. Chem.-Eur. J. 2005, 11, 1267-1280
54. Giacalone, F.; Segura, J. L.; Martin, N.; Guldi, D. M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5340-5341
55. 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
56. 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
57. Lukas, A. S.; Bushard, P. J.; Weiss, E. A.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 3921-3930
58. Weiss, E. A.; Ratner, M. A.; Wasielewski, M. R. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 3639-3647
59. Weiss, E. A.; Sinks, L. E.; Lukas, A. S.; Chernick, E. T.; Ratner, M. A.; Wasielewski, M. R. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 10309-10316
60. Weiss, E. A.; Wasielewski, M. R.; Ratner, M. A. J. Chem. Phys. 2005, 123, 064504/064501-064504/064508
61. 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
62. Closs, G. L.; Johnson, M. D.; Miller, J. R.; Piotrowiak, P. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 3751-3753
63. Closs, G. L.; Piotrowiak, P.; MacInnis, J. M.; Fleming, G. R. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 2652-2653
64. Johnson, M. D.; Miller, J. R.; Green, N. S.; Closs, G. L. J. Phys. Chem. 1989, 93, 1173-1176
65. Gaines, G. L., III; O'Neil, M. P.; Svec, W. A.; Niemczyk, M. P.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 719-721
66. Albinsson, B.; Martensson, J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 7338
67. Vura-Weis, J.; Abdelwahed, S. H.; Shukla, R.; Rathore, R.; Ratner, M. A.; Wasielewski, M. R. Science (Washington, DC, U. S.) 2010, 328, 1547-1550
68. Murov, S. L.; Carmichael, I.; Hug, G. L. Handbook of Photochemistry; Marcel Dekker: New York, 1993.