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J. Chim. Phys.
Volume 68, 1971
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Page(s) | 373 - 383 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/jcp/1971680373 | |
Published online | 28 May 2017 |
Fluorescence retardée dans les cristaux d’acènes
Laboratoire d’Optique Moléculaire, Equipe de Recherches Associée au CNRS n° 16, Faculté des Sciences de Bordeaux, 351, Cours de la Libération, 33-Talence, France.
Il s’agit de l’étude de la fluorescence retardée des cristaux de naphtalène, d’anthracène et de phénanthrène dans l’intervalle de température 300 °K-77 °K.
On rappelle que de l’étude des niveaux électroniques dans les cristaux, on conclut à l’existence d’excitons, tant singulet que triplet, qui sont à l’origine de la migration de l’énergie électronique d’excitation.
On vérifie qu’à toute température l’intensité de la fluorescence retardée varie comme le carré du flux excitateur, ce qui confirme l’annihilation biphotonique des triplets.
Pour rendre compte de la variation de l’intensité de la fluorescence retardée en fonction de la température, on peut avancer deux mécanismes distincts :
A la température ordinaire sous l’effet de l’agitation thermique l’énergie piégée de l’exciton triplet est ramenée dans la bande de l’exciton, et c’est à la suite de l’annihilation mixte d’un exciton triplet et d’un triplet piégé que l’énergie électronique d’une molécule peut atteindre celle de l’exciton singulet.
A basse température la récupération de l’énergie des triplets piégés ne peut avoir lieu, mais comme sous l’effet du refroidissement la durée de vie de l’exciton triplet est beaucoup plus longue, c’est l’annihilation triplet-triplet qui est responsable de la fluorescence retardée.
On suggère enfin que les pièges (défauts de cristallisation) pour l’exciton triplet sont des « dimères de position », et que la profondeur des pièges est la différence d’énergie de l’exciton triplet et du triplet du dimère.
Abstract
The delayed fluorescence of naphthalene, anthracene and phenanthrene crystals is examined in the temperature range : 300 °K-77 °K.
It is first recalled that the study of electronic level in crystals, leads to the conclusion that the electronic excitation energy migration can occur by singlet as well as triplet excitons.
We check that at all temperature the delayed fluorescence intensity dependends on the square of the excitation intensity in agreement with triplet biphotonic annihilation.
To account for the delayed fluorescence intensity dependence with temperature we can advance two different processes:
At room temperature, as a result of thermal activation, the triplet exciton trapped energy is carried up again in the exciton band, and it is after the mixed annihilation of one triplet exciton and one trapped triplet, that molecular electronic energy can reach singlet exciton energy.
At low temperature, recovery of trapped triplet energy cannot occur but since cooling extends the triplet lifetime it is the triplet-triplet annihilation which produces the delayed fluorescence.
Finally, we assume that the traps (crystallisation defects) of the triplet exciton are « position dimers » and the trap depth is the energy difference between triplet exciton and dimer triplet.
© Paris : Société de Chimie Physique, 1971