Diffusion et dynamique réactive sur l'échelle de la picoseconde de molécules excitées en milieu fluide

Centre de Recherches Nucléaires, Physique des Rayonnements et Electronique Nucléaire, 67037 Strasbourg Cedex, France.

Résumé

Nous avons abordé l'étude de l'évolution des excitations dans des systèmes donneurs-accepteurs sous l'influence des interactions réactives responsables du transfert. On établit l'expression asymptotique de l'observable vitesse de réaction qui dépend entre autres d'une longueur caractéristique appelée longueur de réaction, laquelle est une fonction à la fois du coefficient de diffusion et de la forme de l'interaction. L'analyse a par ailleurs été étendue au domaine des temps courts, où le processus de réaction tend à prédominer dans sa compétition avec la diffusion. On termine enfin par une étude numérique sur toute l'échelle des temps, permettant de préciser la validité des expressions analytiques approchées de l'observable vitesse de réaction.

Abstract

We present a kinetic theory of excitation transfer between donors and acceptors when the reaction probability is modulated by translational diffusion of the particles. We derive the asymptotic form of the transfer rate at moderately long times which involves a characteristic transfer length, depending both on the exact form of the distance dependent reaction probability and on the diffusion coefficient. At early times, little molecular displacement will have occured and kinetics can be well described by a pure static stage. Numerical calculations valid over the whole range of time are performed in order to test the different approximate expressions of the transfer rate.