Spectral Sensitization with Ten Cyanine Dyes II. A Comparison with Flash Photolysis Studies

Abstract

Ten cyaninc dye, adsorbcd to cither cubic- or octahedral-grain bromide emulsions, how lrnnsient nbsorptions when flashed. The transicnts difTer greally in size and mode of decay. and interc ting differences with grain habit are observed. Also, several dyes which become J-aggregated upon adsorption have two distinct absorption transient, which are thought to be related to the composition of the aggregates.

The flash-photolysis results show a strong correlation with the pectral response of the matcrials to microsecond exposures. This correlation is interpreted in terms of the nature of the adsorbed dye layers i1nd the possible role of singlet-state and tripletstnlc dye molecules in three alternative dye mechanisms.

Résumé

Adsorbés soit sur des cristaux cubiques, soit sur des cristaux octaédriques d´émulsions à base de bromure d´argent, dix colorants cyanine présentent des absorptions transitoires lorsqu´ils ont été éclairés par un flash. Les intensités et les décroissances de ces transitions diffèrent notablement et il a été observé des différences intéressantes quant à l´influence de la forme des grains. Plusieurs colorants donnant des agrégats J par adsorption présentent deux absorptions transitoires distinctes qui semblent pouvoir être reliées à la composition des agrégats.

Il existe une corrélation étroite entre les résultats de la photolyse par flash et la résponse spectrale des matériaux pour des expositions de l´ordre de la microseconde. Cette corrélation est interprétée selon trois mécanismes possibles en tenant compte de la nature des couches de colorants adsorbés.

Zusammenfassung

Cyaninfarbstoffe –auf kubischen bzw. oktaedrischen Silberbromidoberflächen (photographische Emulsionen) adsorbiert–zeigen bei Blitzbelichtung transiente Absorptionseigenschaften. Die transienten Absorptionsbanden unterscheiden sich stark in ihrer Höhe und im Abklingverhalten. Zwischen Emulsionen mit unterschiedlichem Kristallhabitus bestehen deutliche Unterschiede. Bei einigen Farbstoffen, die bei der Adsorption J-Aggregate bilden, treten zwei verschiedene Absorptionstransienten auf, die wahrscheinlich einem unterschiedlichen Aufbau der Aggregate entsprechen. Die Silberausbeute bei Blitzlichtphotolyse zeigt ein starke Korrelation zur spektralen Empfindlichkeit im Mikrosekundenbereich. Sie wird zurückgeführt auf den Aufbau der adsorbierten Farbstoffschichten, wobei die mögliche Rolle von Farbstoffmolekülen im Singulett- bzw. Triplettzustand in drei unterschiedlichen Modellen diskutiert wird.

Riassunto

Dieci coloranti cianinici, adsorbiti su cristalli di emulsioni al bromuro sia cubici che ottaedrici, presentano adsorbimenti transitori quando vengono illuminati con flash.

Tali adsorbimenti differiscono notevolmente sia nell’entità che nella modalità di decadimento; sono state osservate differenze interessanti in dipendenza dell´abito cristallino.

Inoltre, diversi coloranti, che danno aggregati J per adsorbimento, presentano due distinti adsorbimenti transitori, che si pensa siano legati alla composizione degli aggregati.

I risultati della flash–fotolisi presentano una stretta correlazione con il responso spettrale dei materiali per esposizioni di microsecondi.

Questa correlazione viene interpretata in termini di natura degli strati di colorante adsorbito e del possibile ruolo dello stato di singoletto e di tripletto delle molecole di colorante secondo tre meccanismi alternativi del colorante.