電子供与性の強さに依存した対称性破れの四極子の電荷移動ダイナミクス

Electron-donating strength dependent symmetry breaking charge transfer dynamics of quadrupolar molecules.

• Xinmiao Niu
• Zhuoran Kuang
• Miquel Planells
• Yuanyuan Guo
• Neil Robertson
• Andong Xia

抄録

電子供与能の異なる2種類のジアセチリドトリフェニルアミン(DATPA)誘導体の励起状態の対称性破れ電荷移動(SBCT)ダイナミクスをフェムト秒過渡吸収分光法と蛍光分光法を用いて調べた。過渡吸収スペクトルによる励起状態の変化と、過渡蛍光分光法で得られた瞬間的な発光双極子モーメントの速度論を追跡することにより、非極性溶媒中では、緩和されたS状態が四極子状態となり、30ps以内に2分子の発光双極子モーメントはほとんど変化しないことがわかった。電子供与性の強いメトキシ基を持つ分子では、電子供与性の弱いメチル基を持つ分子に比べて、発光遷移双極子モーメントの減少が大きいことから、対称性破れの程度が大きいことが示唆された。その結果、四極子中の電子供与体を変えることで対称性の破れの大きさを調整できることを明らかにした。

The excited state symmetry breaking charge transfer (SBCT) dynamics of two diacetylide-triphenylamine (DATPA) derivatives with different electron-donating abilities are investigated by femtosecond transient absorption and fluorescence spectroscopy. By tracking the evolution of the excited states by transient absorption spectra and the kinetics of the instantaneous emission dipole moments obtained from transient fluorescence spectroscopy, it is found that, in nonpolar solvent, the relaxed S state is quadrupolar with little change of emission dipole moments for the two molecules within 30 ps, whereas in polar solvent, the quadrupolar state evolves to a symmetry broken S state, in which, the emission dipole moment exhibits a fast reduction in the first few picoseconds. The larger reduction in emission transition dipole moment for the molecule with stronger electron-donating methoxy groups indicates a larger extent of symmetry breaking compared with the one with weak electron-donating methyl groups. Consequently, we revealed that the magnitude of symmetry breaking can be tuned by changing the electron-donors in quadrupolar molecules.