Fotochemická logická brána - Photochemical logic gate

A fotochemická logická brána je založen na fotochemické křížení mezi systémy a molekulární elektronový přechod mezi fotochemicky aktivními molekulami, což vede k logickým branám, které lze produkovat.^[1]

Řetězec přenosu brány elektron-foton

_A * A * = vzrušený stav molekuly A _B * _C * _A _B _C

The NEBO brána je založena na aktivaci molekuly A, a tím prochází elektron / foton na orbitály excitovaného stavu molekuly C (C *). Elektron z molekuly A inter systém prochází do C * prostřednictvím excitovaných stavů orbitalů B, případně použit jako signál v C * $hν C$ emise. „NEBO „Gate využívá dva vstupy světla (fotony) k molekule A ve dvou samostatných řetězcích přenosu elektronů, které jsou schopné přenosu do C * a tím produkují výstup NEBO brána. Pokud je tedy aktivován některý z řetězců přenosu elektronů, excitace molekuly C produkuje platnou / výstupní emisi.

Vstup Vstup Výstup A D ↘ ↙ B E ↘↙ C.

Brána „AND“

            _C ** Druhý vzrušený stav molekuly C_A * _B * _C * _A _B _C

Nadšení A → A * podle $hν A$ foton, čímž je podporovaný elektron předáván dolů na molekulární orbitál C *. Druhý foton aplikovaný na systém ( $hν C .mw-parser-output .noitalic{font-style:normal} 2$ ) způsobí excitaci elektronu v molekulární okružní dráze C * na molekulární orbitální C ** - analogovou pumpovou spektroskopii.

_ ** Druhý vzrušený stav molekuly C

↑

hν c2

_*

↑

hν C

_C

Nahoře je diagram energetické hladiny ilustrující princip spektroskopie sondy čerpadla - excitace excitovaného stavu A brána je produkována nutností jak A → A *, tak C ** → C excitací vyskytujících se současně - vstup $hν$ a $hν$ , jsou současně požadovány. Aby se zabránilo chybným emisím světla z jednoho vstupu do A brána, bylo by nutné mít řadu elektronových přenosů se schopností přijmout jakoukoli elektrony (energie) z energetické úrovně C *. Řada elektronových přenosů by skončila s nízkým (neradiačním rozpadem) energie. Alternativy pro výrobu A brána pomocí molekulární fotfyziky jsou dvě. (1) Emise produkovaná poklesem elektronů z C * → C ( $hν C$ ) není platná výstupní frekvence. Emise z C ** ( $hν C$ + $hν C 2$ , $hν C 3$ ) molekulární orbitál je platný výstupní signál ;. které mají být použity v následujících logických branách - uspořádány tak, aby reagovaly na ${displaystyle C ^ {**} {xrightarrow [{c2}] {}} C}$ emise. Druhý vstup z foton aktivuje rychlou konverzi molekuly použité k dokončení řetězce přenosu elektronů. Velmi složitou molekulu, jako je protein, lze zkonstruovat tak, aby disponovala vysokými kmenovými energiemi, takže v nepřítomnosti druhé molekuly světla B bude B neaktivní (B). Druhý fotonový vstup spouští B → B ', kde dopředná rychlostní konstanta je mnohem menší než opačná. Pokud je taková molekula použita jako molekula B, může být přenosový řetězec zapnut a vypnut.

Vytváření brány NOT

Chcete-li zastavit elektron dokončení řetězce přenosu, produkce výstupních signálů, vstup a foton, $hν c2$ , se používá k výrobě efektu „spektroskopie sondy pumpy“ podporou elektronu v řetězci přenosu elektronů. Pád elektronu podporovaného sondou pumpy produkuje výstup, který je uhasen dolů v řetězci přenosu elektronů.

Alternativa je obdobou A alternativa brány; vstup způsobí změnu ve struktuře molekul rozbití řetězce přenosu elektronů tím, že neumožní hladký přenos energie elektronů.

Viz také

Fotochemie

Reference

^ Karlin, Kenneth D. (2009). Pokrok v anorganické chemii. Wiley-Interscience. str. 458. ISBN 0-470-39547-8. Citovat má prázdný neznámý parametr: | spoluautoři = (Pomoc)

[Karlin-1] Karlin, Kenneth D. (2009). Pokrok v anorganické chemii. Wiley-Interscience. str. 458. ISBN 0-470-39547-8. Citovat má prázdný neznámý parametr: | spoluautoři = (Pomoc)

[1]