Научная тема: «КИНЕТИКА СВЕРХБЫСТРОЙ РЕКОМБИНАЦИИ ЗАРЯДОВ В ФОТОВОЗБУЖДЕННЫХ МОЛЕКУЛЯРНЫХ СИСТЕМАХ»
Специальность: 01.04.17
Год: 2012
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. Ключевая роль в кинетике сверхбыстрой нетермической рекомбинации зарядов в полярном растворителе принадлежит динамическим свойствам среды. В отличие от термических реакций электронного переноса скорость горячей рекомбинации в ДАК зависит от релаксационных характеристик растворителя не только в условиях сильной электронной связи (в растворо-контро-лируемом режиме), но и в случаях умеренной и слабой связи (в неадиабатическом режиме).
  2. Реорганизация высокочастотных внутримолекулярных мод ДАК способна качественно изменить кинетику СРЗ в нормальной области Маркуса. Выступая в качестве мощного акцептора энергии фотовозбуждения, внутримолекулярные моды при определенных условиях обеспечивают квазистационарный (квазиэкспоненциальный) режим рекомбинации зарядов.
  3. Наблюдаемая в комплексах виологена корреляция между скоростью СРЗ и вязкостью среды своим происхождением обязана не динамическому эффекту растворителя, а неравновесному характеру обратных электронных переходов и участию в них внутримолекулярных колебаний.
  4. Нетермические электронные переходы в ДАК, сопровождающиеся колебательным возбуждением комплекса, способны значительно повысить скорость рекомбинации зарядов в области низкой экзотермичности и перевернуть восходящую ветвь параболы Маркуса.
  5. Биэкспоненциальный характер рекомбинации зарядов в комплексах Ru(II) Co(III) обусловлен взаимодействием двух рекомбинационных процессов: горячих электронных переходов из неравновесного состояния с разделенными зарядами в триплетное состояние реагентов и термически активированной рекомбинации в основное состояние комплекса.
  6. Обобщенная стохастическая модель ФРЗ/ГР, учитывающая последовательно столкновительную динамику реагентов в растворителе и эволюцию системы вдоль маркусовой поляризационной координаты, дает корректное описание всех стадий фотохимической реакции, как квазиравновесных, так и существенно неравновесных.
  7. Тушение флуоресценции фотовозбужденного перилена по механизму переноса электрона на тетрацианэтилен в ацетонитриле протекает при участии двух параллельных каналов ФРЗ: с образованием ионных пар в основном и в возбужденном состояниях. Большая часть образованных ионных пар ре-комбинирует на горячей стадии, что является основной причиной низкого квантового выхода свободных ионов в раствор.
  8. Основной причиной спектрального эффекта в ДАК являются нетермические обратные электронные переходы. Отрицательный спектральный эффект может наблюдаться как в одномодовых, так и многомодовых растворителях, положительный эффект - только в растворителях со сложной многомодовой динамикой релаксации диэлектрической поляризации.
Список опубликованных работ
1.Иванов А. И., Михайлова В. А., Феськов С. В. Фотоиндуцированный перенос электрона на парамагнитный акцептор // Журн. физ. химии. 1997. Т. 71. С. 1500-1504.

2.Иванов А. И., Михайлова В. А., Феськов С. В. Спиновый катализ электронного переноса в фотосинтетическом центре. Простая динамическая модель // Журн. физ. химии. 1998. Т. 72. С. 2027-2034.

Ivanov A. I., Mikhailova V. A., Feskov S. V. A model of spin catalysis in bacterial photosynthetic reaction centres // Appl. Magn. Res. 1999. Vol. 16. Pp. 481-492.

4. Fedunov R. G., Feskov S. V., Ivanov A. I. et al. Effect of the excitation pulse carrier frequency on the ultrafast charge recombination dynamics of donor-acceptor complexes: Stochastic simulations and experiments // J. Chem. Phys. 2004. Vol. 121. Pp. 3643-3656.

5.Иванов А. И., Федунов Р. Г., Феськов С. В. Влияние частоты возбуждающего лазерного импульса на динамику обратного переноса электрона: стохастическая модель // Журн. физ. химии. 2004. Т. 78. С. 1448-1455.

6.Feskov S. V., Ivanov A. I., Burshtein A. I. Integral encounter theory of strong electron transfer // J. Chem. Phys. 2005. Vol. 122. P. 124509.

7.Gladkikh V., Burshtein A. I., Feskov S. V. et al. Hot recombination of photo-generated ion pairs // J. Chem. Phys. 2005. Vol. 123. P. 244510.

8.Feskov S. V., Ionkin V. N., Ivanov A. I. Effect of High Frequency Modes and Hot Transitions on Free Energy Gap Dependence of Charge Recombination Rate // J. Phys. Chem. A. 2006. Vol. 110. P. 11919.

9.Feskov S. V., Gladkikh V., Burshtein A. I. Activationless dynamic solvent effect // Chem. Phys. Lett. 2007. Vol. 447. Pp. 162-167.

10.Feskov S. V., Ionkin V., Ivanov A. I. et al. Solvent and Spectral Effects in the Ultrafast Charge Recombination Dynamics of Excited Donor-Acceptor Complexes // J. Phys. Chem. A. 2008. Vol. 112. Pp. 594-601.

11.Иванов А. И., Ионкин В. Н., Феськов С. В. Ускорение рекомбинации фотовозбужденных донорно-акцепторных комплексов высокочастотной колебательной модой // Журн. физ. химии. 2008. Т. 82. С. 374-382.

12.Feskov S. V., Gladkikh V., Burshtein A. I. Kinetics of non-thermal electron transfer controlled by the dynamic solvent effect // Chem. Phys. Lett. 2008. Vol. 458. Pp. 71-75.

13.Феськов С. В. Метод броуновского моделирования в задачах расчета динамики электронного переноса // Выч. методы и прогр. 2009. Т. 10. С. 210-219.

14.Feskov S. V., Burshtein A. I. Double-Channel Photoionization Followed by Geminate Charge Recombination/Separation // J. Phys. Chem. A. 2009. Vol. 113. Pp. 13528-13540.

15.Feskov S. V., Kichigina A. O., Ivanov A. I. Kinetics of Nonequilibrium Electron Transfer in Photoexcited Ruthenium(II)-Cobalt(III) Complexes // J. Phys. Chem. A. 2011. Vol. 115. Pp. 1462-1471.

16.Mikhailova V., Feskov S., Ionkin V. et al. Nonequilibrium ultrafast charge transfer reactions in photoexcited donor-acceptor pairs // Chemistry for Sus-tanable Development / Ed. by P. Ramazami. Springer Science + Bussiness Media BV, 2011.

17.Иванов А. И., Феськов С. В. Роль реакции среды в кинетике электронных переходов // Вестник ВолГУ. Серия: Математика. Физика, Волгоград, Вып. 1. 1996. С. 75-82.

18.Ivanov A. I., Mikhailova V. A., Feskov S. V. Kinetics of electron transfer between paramagnetic centres // Book of abstracts. Fast Reactions in Solu-tion-96. Graz, Austria: 1996. P. 13.

19.Ivanov A. I., Mikhailova V. A., Feskov S. V. Photoinduced electron transfer to paramagnetic center // Book of abstracts. Fast Reactions in Solution-96. Graz, Austria: 1996. P. 26.

20.Ivanov A. I., Mikhailova V. A., Feskov S. V. The influence of Fe-ion on the electron transfer dynamics in bacterial reaction centers // Proceedings of the FRIS-97 international conference. Copenhagen, Denmark: 1997. P. 43.

21.Иванов А. И., Феськов С. В. Спиновый катализ реакции переноса электрона в радикальной паре триплетными частицами // Вестник ВолГУ. Серия: Математика. Физика, Волгоград, Вып. 3. 1998. С. 140-145.

22.Feskov S. V., Ivanov A. I. Dynamics of radical pair recombination in the presence of a third high-spin particle // Proceedings of the Joint 29-th Ampere

- 13-th ISMAR International Conference. Vol. II. Berlin, Germany: 1998. P. 963.

23. Ivanov A. I., Mikhailova V., Feskov S. V. Influence of high-spin paramagnetic particle on electron transfer kinetics // Proceedings of the Joint 29-th Ampere - 13-th ISMAR International Conference. Vol. II. Berlin, Germany: 1998. P. 1095.

24. Fedunov R. G., Feskov S. V., Ivanov A. I. et al. Effect of the excitation pulse carrier frequency on the ultrafast electron transfer dynamics // Abstracts of 4-th workshop on Diffusion Assisted Reactions. Graz, Austria: 2004.

25.Gladkikh V., Burshtein A. I., Angulo G. et al. Multichannel photoionization followed by hot and thermal charge recombination // Abstracts of 4-th workshop on Diffusion Assisted Reactions. Graz, Austria: 2004.

26.Feskov S. V., Ivanov A. I., Mikhailova V. A. Nonequilibrium effects in ultra-fast charge transfer reactions // Abstracts of the DAR-06 research workshop. Novosibirsk: 2006. P. O26.

27.Feskov S. V., Ionkin V. N., Ivanov A. I. Effect of intramolecular high-frequency vibrational modes on dynamics of ultrafast charge recombination in excited DACs // Abstracts of the DAR-06 research workshop. Novosibirsk: 2006. P. P4.

28.Feskov S. V. Adiabatic suppression of electron transfer rate in Marcus inverted region: numerical studies // Abstracts of the DAR-06 research workshop. Novosibirsk: 2006. P. P5.

29.Feskov S. V., Belosludtsev A. A. Computer simulations of electron transfer reactions: an object-oriented approach to software development // Abstracts of the DAR-06 research workshop. Novosibirsk: 2006. P. P6.

30.Ivanov A. I., Feskov S. V., Mikhailova V. A. Nonequilibrium effects in ultrafast electron transfer reactions // Book of abstracts, VII Voevodsky conference “Physics and chemistry of elementary chemical processes”. Chernogolovka, Russia: 2007. P. 67.

31.Mikhailova V. A., Feskov S. V., Ionkin V. N., Ivanov A. I. Effect of relaxation of intramolecular high-frequency vibrational mode on the ultrafast electron transfer dynamics // Book of abstracts, VII Voevodsky conference “Physics and chemistry of elementary chemical processes”. Chernogolovka, Russia: 2007. P. 108.

32.Mikhailova V. A., Ivanov A. I., Feskov S. V. Nonequilibrium effects in photoin-duced ultrafast charge transfer reactions // Book of abstracts, International conference on pure and applied chemistry. Mauritius: 2010. P. 94.

33.Feskov S. V., Kichigina A. O., Ivanov A. I. Hot charge recombination in ruthenium(II)-cobalt(III) compounds // Book of abstracts, 1st International Conference “Reaction kinetics in condensed matter”. Moscow, Russia: 2010. P. 25.

34. Ivanov A. I., Feskov S. V., Ionkin V. N., Mikhailova V. A. Nonequilibrium phenomena in electron transfer reactions // Book of abstracts, 1st Interna tional Conference “Reaction kinetics in condensed matter”. Moscow, Russia:2010. R 88.

35. Иванов А. И., Михайлова В. А., Феськов С. В. Сверхбыстрые фотохими ческие процессы разделения и рекомбинации зарядов // Материалы XIX Менделеевского съезда по общей и прикладной химии. Т. 1. Волгоград:

2011. С. 214.

36. Михайлова В. А., Иванов А. И., Феськов С. В. Управление фотоиндуциро- ванным переносом заряда в супрамолекулярных системах // Материалы XIX Менделеевского съезда по общей и прикладной химии. Т. 1. Волго град: 2011. С. 304.

Свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ

1.Феськов С. В. Динамика многоканального фотоиндуцированного переноса электрона в донорно-акцепторных комплексах // Свидет. о гос. per. программ для ЭВМ №2011610412 от 11.01.2011 г.

2.Феськов С. В. Программа для компьютерного моделирования динамики фотоиндуцированных химических реакций в рамках обобщенной столк-новительной теории фотоионизации/рекомбинации // Свидет. о гос. per. программ для ЭВМ №2011611922 от 02.03.2011 г.

3.Феськов С. В. Программа для расчета динамики первичных фотохимических процессов в фотосинтезирующих реакционных центрах пурпурных бактерий Rhodobacter Sphaeroides // Свидет. о гос. per. программ для ЭВМ №2011614297 от 31.05.2011 г.

4.Феськов С. В. Программа для численного обращения Лаплас-образа функции // Свидет. о гос. per. программ для ЭВМ №2011614534 от 15.08.2011 г.