多發色團能量轉移的古典理論與表面電漿偏極子增強:在超分子結構的應用

Classical Theory Of Multi-Chromophoric Energy Transfer And Surface-Plasmon-Polariton Enhancement With Applications To Supra-Molecular Structures

江瑛芝(Ying-Chi Chiang)

指導教授 ： 金必耀

國立臺灣大學/理學院/化學研究所/碩士(2006年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2006.01380

摘要

我們發展了多發色團激態電子能量轉移的古典理論。當能量予體和能量受體的分子產生多分子的堆積現象時，能量轉移的過程計算必須考慮堆積分子之間彼此的作用力。此部分的計算是根據菲諾－狄佛（Ｆａｎｏ　Ｄｅ－Ｖｏｅ）的理論模型，將分子視為隨時間振盪的小電雙極，計算出分子在外加場下彼此之間的作用場，進而找到系統的固有模式（Ｎｏｒｍａｌ　Ｍｏｄｅ）。
為了證明多發色團能量轉移的古典理論有其實用性，我們首先將仔細檢視當形成多分子的堆積體時，能量轉移的效率與能量予體、受體之間的空間位向之間的關係。其次，我們亦將論述單分子間的長距離能量轉移過程與透過金屬的表面電漿偏極子作用而產生的超長距離能量轉移過程。隨後探討當金屬表面有分子堆積現象產生時，能量轉移過程會如何受到影響。
最後的結果顯示透過金屬表面電漿偏極子作用的能量轉移過程，可將能量轉移的距離一口氣提高十倍以上，符合實驗觀察的現象。而多發色團激態電子能量轉移的古典理論，相對於量子理論而言，擁有計算小量快速的特性，所以我們也預期將來要把這理論應用於更大的生物體系或化學超分子結構上，進一步探討能量轉移在這些系統中的現象。

關鍵字

多發色團 ； 能量轉移 ； 古典理論 ； 表面電漿極化子

並列摘要

無資料

並列關鍵字

multi-chromophoric ； energy transfer ； classical theory ； surface plasmon polariton

參考文獻

[1] B. Alberts, D. Bray, J. Lewis, M. RaR., K. Roberts, and J. D. Watson. Molecular Biology of the Cell. Garland Publishing, Inc., New York & London, third edition,

light-harvesting complex from photosynthetic bacteria. Nature, 347:517{521, 1995.

[3] J. Koepke, X. Hu, C. Muenke, K. Schulten, and H. Michel. The crystal structure of the light harvesting complex II (b800 850) from rhodospirillum molischianum.

[4] A. Ben-Shem, F. Frolow, and N. Nelson. Crystal structure of plant photosystem I. Nature, 426:630{635, 2003.

[5] M. K. Sener and K. Schulten. Physical principles of e±cient excitation transfer in light harvesting. In D. L. Andrews, editor, Energy Harvesting Materials, pages 1{27, Singapore, 2005. World Scienti‾c.