Dinâmica radiativa cooperativa em agregados moleculares

Investigamos teoricamente a dinâmica radiativa de agregados moleculares com dimensões físicas muito menores do que um comprimento de onda óptico. A taxa de decaimento da fluorescência de um agregado unidimensional consistindo em N moléculas de dois níveis eletronicamente acopladas interagindo com fônons de rede acústica e óptica é calculada. A dependência linear (superradiância) da taxa de decaimento radiativo em relação ao tamanho do agregado N é mostrada como sendo suprimida pelo acoplamento exciton-fônon. Um aumento do tamanho do agregado N eventualmente leva a uma taxa de decaimento convergente e independente do tamanho, que é N* vezes mais rápida do que a taxa de decaimento do monômero. O tamanho de coerência N* é geralmente uma função da força de acoplamento exciton-fônon, da largura de banda dos fônons e da temperatura do agregado. Para fônons de baixa frequência, uma lei de escalonamento é obtida e uma relação empírica para a dependência da temperatura N*∼T−1/3 é derivada.