광유도 전자 전달

광유도 전자 전달(, PET)은 여기된 전자가 공여체에서 수용체로 전달되는 들뜬 상태 전자전달 과정이다."Highlights of the spectroscopy, photochemistry and electrochemistry of [M(CO)4(α-diimine)] complexes, M=Cr, Mo, W" Antonín Vlcek Coord. Chem. Rev. 230 (2002) 225-242."Organic and Inorganic Photochemistry" V. Ramamurthy and Kirk S. Schanze 1998 Marcel Dekker  PET로 인해 전하 분리가 발생한다. 즉, 들뜬 상태에서 산화·환원 반응이 일어난다 (이 현상은 덱스터 전자 이동에서는 관찰되지 않는다).

 범위 
이러한 물질에는 많은 태양전지처럼 광활성화될 수 있는 반도체, 광합성에 사용되는 것과 같은 생물학적 시스템, 그리고 적절한 흡광 및 산화·환원 상태를 가진 작은 분자가 포함된다.

 과정 
전자가 어디에 위치하는지 설명할 때 벌크 재료에서는 전자 띠, 분자에서는 분자 궤도로 설명하는 것이 일반적이다. 편의를 위해 다음 설명은 분자 용어로 설명될 것이다. 광자가 분자를 여기시킬 때, 바닥 상태 궤도의 전자가 더 높은 에너지 궤도로 여기될 수 있다. 이 들뜬 상태는 전자공여체로 채워질 수 있는 바닥 상태 궤도에 빈자리를 남긴다. 또한 전자수용체로 제공될 수 있는 높은 에너지 궤도에 전자를 생성한다. 이러한 점에서 광여기된 분자는 좋은 산화제 또는 좋은 환원제 역할을 할 수 있다.

광유도 산화

[MLn]2+ + hν → [MLn]2+*

[MLn]2+* + donor → [MLn]+ + donor+

광유도 환원

[MLn]2+ + hν → [MLn]2+*

[MLn]2+* + acceptor → [MLn]3+ + acceptor−

두 반응의 최종 결과는 전자가 이전에 있던 곳보다 에너지가 높은 궤도로 전달되는 것이다. 이는 반도체와 함께 작업할 때 종종 전하 분리된 전자-정공 쌍으로 설명된다.

적절한 전자공여체나 수용체가 없을 경우, 이러한 분자들은 일반적인 형광 발광을 겪을 수 있다. 전자 전달은 광소광의 한 형태이다.

 후속 과정 
많은 광생산 시스템에서 이 전하 분리는 전자를 p/n 접합에 부착된 낮은 에너지 전기 전도체나 전자전달계로 전달함으로써 운동학적으로 분리된다. 이 경우 에너지의 일부는 일을 하는 데 사용될 수 있다. 전자가 운동학적으로 분리되지 않으면 열역학이 지배하여 생성물이 서로 반응하여 바닥 상태 출발 물질을 재생성한다. 이 과정을 재결합이라고 하며 광자의 에너지는 열로 방출된다.

광유도 산화의 재결합

[MLn]+ + donor+ → [MLn]2+ + donor

 전위 유도 광자 생성 
광유도 전자 전달의 역 과정은 발광 다이오드 (LED)와 화학발광에서 나타나며, 전위 기울기를 사용하여 빛 방출로 붕괴되는 들뜬 상태를 생성한다.

 각주 

분류:화학 반응
분류:광화학
분류:광전자공학