Vibrational wavepacket dynamics in Fe carbene photosensitizer determined with femtosecond X-ray emission and scattering. - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Nature Communications Année : 2020

Vibrational wavepacket dynamics in Fe carbene photosensitizer determined with femtosecond X-ray emission and scattering.

Kristjan Kunnus
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Morgane Vacher
Tobias Harlang
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Kasper Kjær
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Kristoffer Haldrup
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Elisa Biasin
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Tim van Driel
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Mátyás Pápai
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Pavel Chabera
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Yizhu Liu
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Zoltán Németh
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James Glownia
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Sophie Canton
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Klaus Møller
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Martin Nielsen
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György Vankó
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Kenneth Wärnmark
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Villy Sundström
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Petter Persson
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Marcus Lundberg
Jens Uhlig
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Kelly Gaffney
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Résumé

The non-equilibrium dynamics of electrons and nuclei govern the function of photoactive materials. Disentangling these dynamics remains a critical goal for understanding photoactive materials. Here we investigate the photoinduced dynamics of the [Fe(bmip)2]2+ photosensitizer, where bmip = 2,6-bis(3-methyl-imidazole-1-ylidine)-pyridine, with simultaneous femtosecond-resolution Fe Kα and Kβ X-ray emission spectroscopy (XES) and X-ray solution scattering (XSS). This measurement shows temporal oscillations in the XES and XSS difference signals with the same 278 fs period oscillation. These oscillations originate from an Fe-ligand stretching vibrational wavepacket on a triplet metal-centered (3MC) excited state surface. This 3MC state is populated with a 110 fs time constant by 40% of the excited molecules while the rest relax to a 3MLCT excited state. The sensitivity of the Kα XES to molecular structure results from a 0.7% average Fe-ligand bond length shift between the 1 s and 2p core-ionized states surfaces.

Dates et versions

hal-03018922 , version 1 (23-11-2020)

Identifiants

Citer

Kristjan Kunnus, Morgane Vacher, Tobias Harlang, Kasper Kjær, Kristoffer Haldrup, et al.. Vibrational wavepacket dynamics in Fe carbene photosensitizer determined with femtosecond X-ray emission and scattering.. Nature Communications, 2020, 11 (1), pp.634. ⟨10.1038/s41467-020-14468-w⟩. ⟨hal-03018922⟩
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