Фотохимический логический вентиль

Фотохимический логический вентиль основан на фотохимическом межсистемном пересечении и молекулярном электронном переходе между фотохимически активными молекулами, что приводит к созданию логических вентилей. ^[1]

Цепь электрон-фотонного переноса затвора OR

_A*                    A* = excited state of molecule A      _B*          _C*_A   _B   _C

Ворота ИЛИ основаны на активации молекулы A и, таким образом, передают электрон / фотон на орбитали возбужденного состояния молекулы C (C *). Электрон из молекулы A между системами переходит в C* через орбитали возбужденного состояния B и в конечном итоге используется в качестве сигнала в излучении C* $hν c$ . Ворота « ИЛИ » используют два входа света (фотонов) в молекулу А в двух отдельных цепях переноса электронов, обе из которых способны передаваться в C* и, таким образом, производить выходной сигнал вентиля ИЛИ . Следовательно, если активируется какая-либо цепь переноса электронов, возбуждение молекулы C приводит к действительной/выходной эмиссии.

Input   InputA           D ↘        ↙  B      E     ↘↙     C   output

Ворота «И»

            _C**     Second excited state of molecule C_A*      _B*            _C*  _A    _B    _C

Возбуждение A→A* $hν фотоном$ , в результате чего продвинутый электрон переходит на молекулярную орбиталь C*. Второй фотон, примененный к системе ( $hν c .mw-parser-output .noitalic{font-style:normal} 2$ ) вызывает возбуждение электрона на молекулярной орбитали C* на молекулярной орбитали C** - аналог спектроскопии зонда накачки.

_** Второе возбужденное состояние молекулы С

↑

hν c2

_*

↑

hν c

_С

Выше диаграмма энергетических уровней, иллюстрирующая принцип зондовой спектроскопии накачки – возбуждение возбужденного состояния.Вентиль И создается необходимостью одновременного возбуждения A→A* и C**→C - одновременно $входные сигналы hν$ и $hν$ требуются . Чтобы предотвратить ошибочное излучение света с одного входа в вентиль И , было бы необходимо иметь серию переноса электронов, способную принимать любые электроны (энергию) с энергетического уровня C *. Серия переносов электронов завершилась бы при малом (безызлучательном распаде) энергии Альтернатив для создания вентиля И с использованием молекулярной фотофизики два.(1) Излучение, создаваемое электронной каплей из C*→C ( $hν c$ ), не является допустимой выходной частотой. Излучение C** ( $hν c$ + $hν c 2$ , $hν c 3$ ) молекулярная орбиталь является действительным выходным сигналом; для использования в последующих логических элементах, предназначенных для реагирования на $C^{**}{\xrightarrow[{c2}]{}}C$ эмиссия. Второй вход фотона (ов) для запуска быстрого преобразования молекулы используется для завершения цепи переноса электрона. Очень сложную молекулу, такую как белок, можно сконструировать так, чтобы она обладала высокой энергией деформации, так что в отсутствие второй световой частоты молекула B становится неактивной (B). Вход второго фотона запускает B → B', где константа скорости прямого движения намного меньше, чем обратная. Если такую молекулу использовать в качестве молекулы Б, то передаточную цепь можно включать и выключать.

Создание вентиля НЕ

Чтобы остановить завершение цепочки переноса электронов и создание выходных сигналов, вход фотона hν используется $c2 .$ для создания эффекта «спектроскопии зонда-насоса» путем продвижения электрона в цепочке переноса электронов Падение продвигаемого электрона зонда накачки создает выходной сигнал, который гасится в цепи переноса электрона.

Альтернатива аналогична альтернативе вентиля И ; воздействие вызывает изменение структуры молекулы, разрывая цепь переноса электронов, не позволяя плавной передаче энергии электронам.

См. также

Фотохимия

Ссылки

^ Карлин, Кеннет Д. (2009). Прогресс неорганической химии . Уайли-Интерсайенс. п. 458. ИСБН 978-0-470-39547-9 .

[Karlin-1] Карлин, Кеннет Д. (2009). Прогресс неорганической химии . Уайли-Интерсайенс. п. 458. ИСБН 978-0-470-39547-9 .

[1]