溶液相变对β胡萝卜素分子构型变化特征能的影响

作者：申鹏飞; 李硕; 徐胜楠; 孙美娇; 孙成林; 里佐威

来源：光谱学与光谱分析, 2016, 36(01): 6-10.

• β胡萝卜素分子
• 构型变化特征能
• 黄琨因子
• 电子-振动耦合

由于β胡萝卜素分子具有光敏感的特性,同时也具有光采集、光防护功能,是重要的光电材料,所以在光器件和光控温方面有重要应用。线性多烯分子的共振拉曼光谱是π电子能隙对碳碳键振动调制的结果,这种调制作用与外场有关,研究其在外场下的分子结构和性能变化既有理论意义也有应用价值。测量了β胡萝卜素分子在环己醇中341275K温度范围内的紫外-可见吸收光谱和共振拉曼光谱。实验结果表明随着温度的降低,黄琨因子和碳碳键的每个振动模的电子-声子耦合常数减小,紫外-可见吸收光谱红移,碳碳键拉曼散射截面增加。295K时溶液从液相转为固相,溶液相变后,β胡萝卜素分子的构型变化特征能ε变大,且使固相中的黄琨因子、紫外-可见吸收峰波长、电子-振动耦合系数、拉曼散射截面都随着温度的降低变化率增加。固相中的黄琨因子比液相中的黄琨因子大一个数量级。液相中的构型变化特征能为εa=0.2067eV,固相中的构型变化特征能为εb=0.559 6eV,构型变化特征能增加,使有效共轭长度n(T)=n0exp(ε/kT)随温度的降低而增加的速率变大;导致π电子能隙减小加快,电子能隙对β胡萝卜素分子碳碳键振动的调制作用增强,电子振动耦合系数增加,拉曼散射截面大幅增加。

• 单位
  超硬材料国家重点实验室; 吉林大学