Abstract
Time-resolved infrared vibrational spectroscopy is a structurally sensitive probe of the excited-state properties of matter. The technique has found many applications in the study of molecules in dilute solution phase but has rarely been applied to crystalline samples. We report on the use of a sensitive pump–probe time-resolved infrared spectrometer and sample handling techniques for studies of the ultrafast excited-state dynamics of crystalline materials. The charge transfer excited states of crystalline metal carbonyls and the proton transfer of dihydroxyquinones are presented and compared with the solution phase.
Keywords
Get full access to this article
View all access options for this article.
References
1.
Towrie
M.
Grills
D. C.
Dyer
J.
Weinstein
J. A.
Matousek
P.
Barton
R.
Bailey
P. D.
Subramaniam
N.
Kwok
W. M.
Ma
C.
Philips
D.
Parker
A. W.
George
M. W.
, Appl. Spectrosc. 57 , 367 (2003 ).
2.
Forster
T.
, Ann. Phys. 2 , 55 (1948 ).
3.
Dexter
D. L.
, J. Chem. Phys. 21 , 836 (1953 ).
4.
Bishton
S. S.
Ellis
M. M.
Newman
D. J.
Smith
J.
, J. Chem. Phys. 47 , 4133 (1967 ).
5.
Kokai
F.
Azumi
T.
, J. Phys. Chem. 86 , 177 (1982 ).
6.
Konig
E.
, Struct. Bonding 76 , 51 (1991 ).
7.
Magde
D.
Windsor
M. W.
, Chem. Phys. Lett. 24 , 144 (1974 ).
8.
Zimmerman
H. E.
Nesterov
E. E.
, Org. Lett. 2 , 1169 (2000 ).
9.
Smith
G. D.
Hutson
M. S.
Lu
Y.
Tierney
M. T.
Grinstaff
M. W.
Palmer
R. A.
, Appl. Spec. 55 , 637 (2001 ).
10.
Cho
D. W.
Song
K. D.
Park
S. K.
Jeon
K. S.
Yoon
M.
, Bull. Korean Chem. Soc. 28 , 647 (2007 ).
11.
Vlček
A.
Jr.
Farrell
I. R.
Liard
D. J.
Matousek
P.
Towrie
M.
Parker
A. W.
Grills
D. C.
George
M. W.
, J. Chem. Soc. Dalton Trans. 5 , 701 (2002 ).
12.
Towrie
M.
Gabrielsson
A.
Matousek
P.
Parker
A. W.
Rodriguez
A. M. B.
Vlček
A.
, Appl. Spectrosc. 59 , 437 (2005 ).
13.
Sheldrick
G. M.
, SHELX, A Program for Crystal Structure Determination and Refinement (Göttingen, Germany , 1997 ).
14.
George
M. W.
Johnson
F. P. A.
Westwell
J. R.
Hodges
P. M.
Turner
J. J.
, J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2977 (1993 ).
15.
Gamelin
D. R.
George
M. W.
Glyn
P.
Grevels
F.-W.
Johnson
F. P. A.
Klotzbücher
W.
Morrison
S. L.
Russell
G.
Schaffner
K.
Turner
J. J.
, Inorg. Chem. 33 , 3246 (1994 ).
16.
Glyn
P.
George
M. W.
Hodges
P. M.
Turner
J. J.
, J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1655 (1989 ).
17.
Dattelbaum
D. M.
Omberg
K. M.
Schoonover
J. R.
Martin
R. L.
Meyer
T. J.
, Inorg. Chem. 41 , 6071 (2002 ).
18.
Busby
M.
Gabrielsson
A.
Matousek
P.
Towrie
M.
Di Bilio
A. J.
Gray
H. B.
Vlček
A.
Jr.
, Inorg. Chem. 43 , 4994 (2004 ).
19.
Kalyanasundaram
K.
, J. Chem. Soc. Faraday Trans. 2 82 , 2401 (1986 ).
20.
Clark
I. P.
George
M. W.
Johnson
F. P. A.
Turner
J. J.
, J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1587 (1996 ).
21.
Dyer
J.
Blau
W. J.
Coates
C. G.
Creely
C. M.
Gavey
J. D.
George
M. W.
Grills
D. C.
Hudson
S.
Kelly
J. M.
Matousek
P.
McGarvey
J. J.
McMaster
J.
Parker
A. W.
Towrie
M.
Weinstein
J. A.
, Photochem. Photobiol. Sci. 2 , 542 (2003 ).
22.
Bredenbeck
J.
Helbing
J.
Hamm
P.
, J. Chem. Phys. 121 , 5943 (2004 ).
23.
Schwartz
B. J.
Peteanu
L. A.
Harris
C. B.
, J. Phys. Chem. 96 , 3591 (1992 ).
24.
Ameer-Beg
S.
Ormson
S. M.
Brown
R. G.
Matousek
P.
Towrie
M.
Nibbering
E. T. J.
Foggi
P.
Neuwahl
F. V. R.
, J. Phys. Chem. A 105 , 3709 (2001 ).
25.
Bader
A. N.
Ariese
F.
Gooijer
C.
, J. Phys. Chem. A 106 , 2844 (2002 ).
26.
Shynkar
V. V.
Mély
Y.
Duportail
G.
Piemont
E.
Klymchenko
A. S.
Demchenko
A. P.
, J. Phys. Chem. A 107 , 9522 (2003 ).
27.
Shimada
H.
Nakamura
A.
Yoshihara
T.
Tobita
S.
, Photochem. Photobiol. Sci. 4 , 367 (2005 ).
28.
Van Benthen
M. H.
Gillispie
G. D.
, J. Phys. Chem. 88 , 2954 (1984 ).
29.
Smulevich
G.
, J. Chem. Phys. 82 , 14 (1985 ).
30.
Hamanoue
K.
Nakayama
T.
Shiozaki
M.
Funasaki
Y.
Nakajima
K.
Teranishi
H.
, J. Chem. Phys. 85 , 5698 (1986 ).
31.
Smulevich
G.
Foggi
P.
, J. Chem. Phys. 87 , 5657 (1987 ).
32.
Hamanoue
K.
Nakayama
T.
Kajiwara
Y.
Yamguchi
T.
Teranishi
H.
, J. Chem. Phys. 86 , 6654 (1987 ).
33.
Smith
T. P.
Zaklika
K. A.
Thakur
K.
Walker
G. C.
Tominaga
K.
Barbara
P. F.
, J. Phys. Chem. 95 , 10465 (1991 ).
34.
Kim
Y. H.
Yoon
M.
Cho
D. W.
Jeoung
S. C.
Kim
D.
, Bull. Korean Chem. Soc. 18 , 803 (1997 ).
35.
Kobayashi
K.
Iguchi
M.
Imakubo
T.
Iwata
K.
Hamaguchi
H.
, J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2 , 1993 (1998 ).
36.
Neuwahl
F. V. R.
Bussotti
L.
Righini
R.
Buntinx
G.
, Phys. Chem. Chem. Phys. 3 , 1277 (2001 ).
37.
Del Giacco
T.
Latterini
L.
Elisei
F.
, Photochem. Photobiol. Sci. 2 , 681 (2003 ).
38.
Cho
S. H.
Huh
H.
Kim
H. M.
Kim
C. I.
Kim
N. J.
Kim
S. K.
, J. Chem. Phys. 122 , 34304 (2005 ).
39.
Marzocchi
M. P.
Mantini
A. R.
Casu
M.
Smulevich
G.
, J. Chem. Phys. 108 , 534 (1998 ).
40.
Marasinghe
P. A. B.
Gillispie
G. D.
, Acta Crystallogr., Sect. C 49 , 113 (1993 ).
41.
Parker
A. W.
Hester
R. E.
Phillips
D.
Umapathy
S.
, J. Chem. Soc. Faraday Trans. 88 , 2649 (1992 ), and references therein.
42.
Shahid Khan
M.
Khan
Z. H.
, Can. J. Anal. Sci. Spectrosc. 47 , 146 (2002 ).
43.
Matousek
P.
Parker
A. W.
Toner
W. T.
Towrie
M.
De Faria
D. L. A.
Hester
R. E.
Moore
J. N.
, Chem. Phys. Lett. 237 , 373 (1995 ).
44.
Pal
H.
Palit
D. K.
Mukherjee
T.
Mittal
J. P.
, J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 62 , 183 (1991 ).
45.
Rossetti
R.
Beck
S. M.
Brus
L. E.
, J. Phys. Chem. 87 , 3058 (1983 ).
46.
Namsrai
N.
Yoshinari
T.
Itoh
H.
Nagasaka
S.
Kuriyama
Y.
Sakamoto
M.
Takahashi
Y.
, J. Phys. Soc. Jpn. 75 , 044703 (2006 ).
47.
Christiansen
C.
, Ann. D. Physik 23 , 298 (1884 ).
48.
Vauthey
E.
Phillips
D.
Parker
A. W.
, J. Phys. Chem. 96 , 7356 (1992 ).