Оценка обменного взаимодействия Гейзенберга в жёстком фотоэксайтированном комплексе хромофор–радикал методом импульсного ЭПР

Теоретически исследована зависимость спиновой поляризации от магнитного поля в фотоэксайтированном жёстком конъюгате хромофор–радикал. Возбуждение конъюгата хромофор–радикал часто заполняет метастабильные двойные и квартетные состояния, образуемые взаимодействием неспаренных электронов триплетного хромофора и радикала. Интенсивности переходов +1/2 ↔ −1/2 в двойных и квартетных множествах чувствительны к соотношению jω = 3J/ω0 между обменным взаимодействием триплет–дублет J и энергою Зеемана ω0. Показано, что аналитические выражения для этих интенсивностей, ранее полученные для триплетного механизма начальной спиновой поляризации, могут быть расширены и применены к более широкому классу соединений, которые могут иметь другие межсистемные переходы при депопуляции возбужденного синглетного состояния хромофора. Также показано, что обменное взаимодействие можно оценивать не только путём сравнения электонного парамагнитного резонанса (ЭПР) в разных диапазонах микроволновых частот, но и путём сравнения данных в одном и том же диапазоне при смещении частоты резонатора. Полученные результаты расширяют потенциальные применения ранее предложенного подхода для анализа корреляции между обменной связью и расстоянием, разделяющим спины радикала и хромофора, а также структуры моста, соединяющего их фрагменты.