Zusammenfassung
Die sensibilisierte Fluoreszenz in kristallinen Mischungen aromatischer Kohlenwasserstoffe — z.B. Anthracen in Naphthalin — wird ermöglicht durch eine im Kristall stattfindende Wanderung der Energie über viele Moleküle hinweg.
In den Wirt-Molekülen konkurriert die Weitergabe der Anregungsenergie an ein Nachbarmolekül mit der Ausstrahlung, in den Gast-Molekülen mit dem strahlungslosen übergang auf deren niedersten Anregungszustand (der tiefer liegen muß als der des Wirtes). Die Wahrscheinlichkeit für den strahlungslosen übergang ist um Größenordnungen größer als für die Ausstrahlung. Nimmt man an, daß die Energiewanderung mit der Frequenz der Wärmeschwingungen stattfindet, so wird verständlich, warum schon bei kleinen Gast-Konzentrationen ein großer Teil der vom Wirt absorbierten Energie auf den Gast übergeht und von ihm emittiert wird.
Die quantitative Formulierung dieser überlegungen führt zu gut mit der Erfahrung übereinstimmenden Gleichungen für die Fluoreszenzintensität und die Abklingdauer der Komponenten des Mischkristalls als Funktion des Mischungsverhältnisses.
Im einzelnen bleiben noch manche Fragen nach dem Mechanismus der Energiewanderung offen. Mangels ausreichender Kenntnis über die Lage der Gast-Moleküle im Wirt wird versucht, aus der spektralen Intensitätsverteilung in der Emission der Komponenten hierauf rückzuschließen. Während das Spektrum des Wirtes durch den Zusatz von Gast-Molekülen keine änderung erfährt, entspricht das des Gastes offenbar einem Lösungsspektrum. Man hat es also wohl nicht mit echten Mischkristallen, sondern mit kristallinen Lösungen zu tun.
Am System Naphthalin—Tetracen wird ein Beispiel für Konzentrationslöschung in solchen festen Lösungen gegeben. Es sind dann die abgeleiteten Gleichungen für die Fluoreszenzintensitäten der Komponenten nicht mehr ohne weiteres gültig.
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Herrn Professor G.Scheibe, der mich auf das zunächst überraschende Fluoreszenzverhalten organischer Mischkristalle aufmerksam machte, bin ich dafür, und für klärende Diskussionen, sehr dankbar. Zu großem Dank bin ich ferner der Deutschen Forschungsgemeinschaft verpflichtet, die durch ein Forschungsstipendium und eine Sachbeihilfe die Untersuchungen ermöglichte.
Herr H. P.Deutsch leistete mir wertvolle Hilfe bei den Messungen.
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Wolf, H.C. Die sensibilisierte Fluoreszenz in organischen Mischkristallen. Z. Physik 139, 318–327 (1954). https://doi.org/10.1007/BF01375191
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