Введение к работе
Актуальность темы Туннелышй перенос электрона играет важную роль во многих химических и биологических процессах. Переход от пораичного донора к первичному акцептору под действием света является основной стадией фотосинтеза, дняания и проч. При изучении этих процессов было отмечено, что скорости электронного переноса на достаточно далекие расстояния чесьма высокие. В связи с этим предполагается участие в них различии, примесчих центров.
Экспериментальные исследоваїтя в г том направлении сводятся главным образом к изучению донорно-акиепторного электронного переноса в структурно-организованных белковых системах, в которых исследуется влияние лолипептидтн мостиков на ту.шелирование электроно. Выбор белковых молекул в качестве объектов експериментальних исследований объясняется тем, что, с одной стороны, ЭТИ модельные системы близки реальным оиосистемам, з с другой - в таких системах есть возможность варьировать структуру оелка, оказывавшую большое влияние не скорость переноса электрона.
Интерпретации экспериментальных результатов сталкивается, однако, с большими трудностями в связи с недостатком информации о строении сложных биологических систем. Один из путей преодоления этих трудностей состоит в сопоставлении данных по переносу электрона в биосистемах с результатами исследований электронного транспорта в более простых модельных системах. Изучения именно таких неупорядоченных систем и посвящена экспериментальная часть диссертационной работы.
Литература по теоретическому изучению данного явления довольно оопирна, однако почти но гатрагивает особенности резонансного тункелирования, осуществлявшегося в том случае, когда энергия связи примесных центров близка к энергии тункеллрупцего электрона. Рассматривалось влияние резонансных центров только ка стационарное туннелирование, происходящее в таких процессах как, например, полевая эмиссия электронов из твердых тел. Моилолоку-лярное резонансное туннелирование, т.е. перенос электрона из локализованного состояішя, остается почти без внимания. Отчасти это связано с тем, что в биоснстемах "токовые" состояния белка отделены от основного состояния энергетической щелью в посколько электрон-вольт и резонансное туннелирование , электронов маловероятно.
Однако. Б ряде работ высказывалось предположения о наличии резонансного тун.нелирования по так-называемым "электронным тропам", могущие играть важную тюль в процессе. Кроме того, теория резонансного переноса электрона вата для лучшего уяснения особенностей влияния нерезонансішх примости центров, ибо лает четкий критерии резонансного и норезонансного процессов переноса.
Не менее актуальной является проблема влияния примесей на возбуждение молекул кристалла. В теоретических исследованиях ігри-. месних кристаллов при низких температурах, когда неупорядоченность импет важнейшее значніше для интерпретации оптических спектров, применялась слишком упрошенная модель, но позволявшая исследовать акситошюп поглощение света кристаллами, содержащими изотопические примеси. Метод, развитии в данной работо, дает возможность рассматривать кристалл» с примесями любого типа.
Целью работы является теоретическое и экспериментальное исследования в модолышх систомах межмэлекулярного туннельного переноса электрона в присутствии примесных центров, а также влиягаїя примесей на возбуждоігие молекул кристалла.
Научная новизна. В раОоте впервые:
-
Проведено теоретическое исследование влияния примесей на донорно-акцепторный туннельшй перенос электрона. Рассмотрены резонансний и нерезонансннй механизмы туниелирования. Установлен четкий критерий различия этих механизмов и исслодоваїш их ооооен-ности. Получено выражение для вероятности донорно'-акцепторного туїшелирования с участием примесей. Проведены модельные расчеты.
-
Изучены фотопроцессы в замороженных стеклообразных растворах этио-1-порфирииа магния в триэтиламине и в растворах кова-лентно-связанных молекул, содержащих порфиріш в качестве акцепторного фрагмента. Предложена схема протекающих в системе фото-процессов. Обнаружен значительный (на несколько порядков) рост эффективности туннелирования электрона при добавлении в растворы примесей чатыреххлористогр углерода или хлороформа. Дано теоретическое объяснение данного явления.
-
Исследовано влияние примесей на возбуждение молекул кристалла. Получены выражения, подтверждающие асимметричный характер линий поглощения примесных кристаллов при низких температурах. Проведены модельные расчеты.
Научная и практическая значимость. Результаты работы могут быть использованы для дальнейшего развития теоретических пред-
ставлений о туннельном переноса электрона, необходимых при моде-лировшши ряда процессов' иібоя природа: фотосинтеза, дыхания- и проч. Предложенное теоретическое- описание norлощоїшя свата в примесных кристаллах позволяет рассчитаїзать оптически спектры реальных кристаллоп, что ранео мокло оыло сделать только с. помощью искусственно вводимых поправок.
дпросация р_аооты. Материалы диссертации докладывались на: 4 Всесоюзном совещании по фотохимии (Новосибирск, 1909), G Международной конф:рЫ1ции но переносу ьниргии и электрона (Прага,. 1389) н Мкллероьской конференции (Франция, IjOI).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано четыре початные работы, одна работа отправлена и печать.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения,, четырех глаь, выводов и списка цитируемой литературы из ГОФ наименовании. Материалы диссертации, ькличая 22 рисунка, излоконы на 120 страницах.
