Optische und magnetische Untersuchungen an kristallinem Tetraphenylporphyrin und TPP-Gast-Klathraten

Abstract

Ziel dieser Arbeit war es, die optischen und magnetischen Eigenschaften von Tetraphenylporphyrin-Klatharten zu untersuchen. Dazu mussten auch die entsprechenden Eigenschaften der reinen TPP-Kristalle untersucht werden. Aus diesem Grunde wurden TPP-Kristalle in zwei verschiedenen Kristallmodifikationen (triklin und tetragonal) und drei TPP-Gast-Klathrate hergestellt und untersucht. Die Struktur der TPP-Gast-Klathrat-Kristalle wurde, da noch unbekannt, kristallographisch aufgeklärt. Es handelt sich bei allen drei TPP-Aromat-Klathraten um 1:1 Komplexe. Alle Gäste wurden so gewählt, dass die Lage ihrer tiefsten Anregungsniveaus (S1, T1) über der S1-Bande des TPP lag. Messgrößen aller Proben waren Singulett-Emission und Triplett-Feinstruktur des TPPs. Unerwarteterweise lassen sich bei den Klathratkristallen höherenergetische Emissionsbanden (als die des isolierten TPPs) detektieren, die durch ein Zwei-Phasen-Modell erklärt werden können. Dabei muss aus optischer Dichte und Intensitätsabschätzungen von einer Oberflächenphase ausgegangen werden, die aus einer gastarmen, 10-20 Moleküleinheiten dicken Schicht besteht. The lowest electronic states of two modification of pure crystalline Tetraphenylporphyrin (TPP) and three TPP-Guest-Clathrates (guest: anthracene, phenanthrene and pyrene) were observed with optical and magnetic (Zero-field-optically detected magnetic resonance (ZF-ODMR)) Methods. The investigation of these states shows a coherence between the intermolecular (packing density of the molecules), the intramolecular (torsion of the phenylrings) interaction and the energetic state of the molecules.