Excitation of a triad artificial photosynthetic reaction center consisting
of a porphyrin (P) convalently linked to a fullerene electron acceptor
(C.sub.60) and a carotenoid secondary donor (C) leads to the formation of
a long-lived C.sup.+ -P-C.sub.60.sup.- charge-separated state via
photoinduced electron transfer. This reaction occurs in a frozen organic
glass down to at least 8 K. At 77 K, charge recombination of C*.sup.+
-P-C.sub.60.sup.- occurs on the .mu.s time scale, and yields solely the
carotenoid triplet state. In the presence of a small (20 mT) static
magnetic field, the lifetime of the charge-separated state is increased by
50%. This is ascribed to the effect of the magnetic field on
interconversion of the singlet and triplet biradicals. At zero field, the
initially formed singlet biradical state is in equilibrium with the three
triplet biradical sublevels, and all four states have comparable
populations. Decay to the carotenoid triplet only occurs from the three
triplet sublevels. In the presence of the field, the S and T.sub.0 states
are still rapidly interconverting, but the T.sub.+ and T.sub.- states are
isolated from the other two due to the electronic Zeeman interaction, and
are not significantly populated. Under these conditions, recombination to
the triplet occurs only from T.sub.0, and the lifetime of the
charge-separated state increases. This effect can be used as the basis for
a magnetically controlled optical or optoelectronic switch (e.g. AND
gate).
A excitação de um centro photosynthetic artificial da reação da tríade que consiste em um porphyrin (P) ligou convalently a um aceitador do elétron do fullerene (C.sub.60) e um doador que secundário do carotenoid (C) conduz à formação de um C.sup.+ long-lived - P-C.sub.60.sup. - estado carreg-separado através de photoinduced transferência do elétron. Esta reação ocorre em um vidro orgânico frozen para baixo ao menos a 8 K. Em 77 K, recombination da carga de C*.sup.+ - P-C.sub.60.sup. - ocorre na escala de tempo dos mu.s, e rende unicamente o estado do triplet do carotenoid. Na presença (20 mT) de um campo magnético de estática pequeno, a vida do estado carreg-separado é aumentada por 50%. Isto é atribuído ao efeito do campo magnético no interconversion dos biradicals do singlet e do triplet. No campo zero, o estado biradical inicialmente dado forma do singlet está no equilíbrio com os três sublevels biradical do triplet, e todos os quatro estados têm populações comparáveis. A deterioração ao triplet do carotenoid ocorre somente dos três sublevels do triplet. Na presença do campo, nos estados S e T.sub.0 ainda interconverting ràpidamente, mas o T.sub.+ e o T.sub. - os estados são isolados dos outros dois devido à interação eletrônica de Zeeman, e não povoados significativamente. Sob estas circunstâncias, o recombination ao triplet ocorre somente de T.sub.0, e a vida do estado carreg-separado aumenta. Este efeito pode ser usado como a base para um interruptor ótico ou optoelectronic magnètica controlado (por exemplo E porta).
