A theoretical study of photoluminescence quenching in cis-polyacetylene

Abstract
The non-radiative decay of photoinduced bond-alternation defects in cis-polyacetylene is considered within the SSH model [18]. The charge-conjugation symmetry of the simplest model Hamiltonian must be violated to explain the low photoluminescent yield (˜ 10-3 %) found experimentally. The simplest such route, that of electron-phonon coupling via second nearest-neighbour hopping is considered. It is found that a multiphonon process is required, the resulting decay rate being very sensitive to the parameters chosen. If this is the dominant non-radiative process, then it gives a potentially highly accurate method of determining the value of α, the nearest-neighbour electron-phonon coupling constant. The results for cis-polyacetylene can be generalized to give a qualitative understanding of photoluminescent properties of more complex conjugated molecules.

Résumé
Nous utilisons le modèle SSH pour étudier la désexcitation non radiative de défauts photoinduits dans le polyacétylène. Pour expliquer la faible photoluminescence (˜ 10-3 %) observée expérimentalement, il faut introduire dans le modèle de hamiltonien le plus simple un terme brisant la symétrie de conjugaison de charge. Nous considérons la possibilité la plus simple, un terme de couplage électron-phonon entre seconds plus proches voisins. Nous trouvons qu'un processus multiphoton est nécessaire et que le taux de désexcitation obtenu est très sensible à la valeur des paramètres. Une valeur de 4,1 eV/Å pour le couplage électron-phonon entre proches voisins donne un temps de vie ˜ 1 ps en bon accord avec le taux du « déclin » trouvé expérimentalement. Les résultats obtenus pour le cis-polyacétylène peuvent être généralisés pour permettre de comprendre les propriétés de photoluminescence de molécules conjuguées plus complexes.