Fotokemisk logikport
En fotokemisk logisk grind är baserad på den fotokemiska intersystemkorsningen och molekylär elektronisk övergång mellan fotokemiskt aktiva molekyler, vilket leder till logiska grindar som kan produceras.
ELLER-grindelektron-fotonöverföringskedjan
_A* A* = exciterat tillstånd av molekyl A _B* _C* _A _B _C
OR - grinden är baserad på aktiveringen av molekyl A, och skickar därmed elektron / foton till molekyl C:s orbitaler i exciterade tillstånd (C*). Elektronen från molekyl A inter-system korsar till C* via de exciterade tillståndets orbitaler av B, som slutligen används som en signal i C* hν c -emissionen. ' ELLER' -grinden använder två ingångar av ljus (fotoner) till molekyl A i två separata elektronöverföringskedjor, som båda kan överföras till C* och på så sätt producera utsignalen från en ELLER- grind . Därför, om endera elektronöverföringskedjan är aktiverad, producerar molekyl C:s excitation en giltig/utgående emission.
Ingång Ingång AD ↘ ↙ BE ↘↙ C-utgång
"OCH"-porten
_C** Andra exciterade tillstånd för molekyl C _A* _B* _C* _A _B _C
Excitation A→A* av hν en foton, varvid den befordrade elektronen leds ner till C*-molekylorbitalen. En andra foton som appliceras på systemet ( hν c 2 ) orsakar exciteringen av elektronen i C* molekylorbital till C** molekylär orbital-analog pumpsondspektroskopi.
- _** Andra exciterade tillstånd för molekyl C
- ↑ hν c2
- _*
- ↑ hν c
- _C
Ovan, energinivådiagrammet som illustrerar principen för pumpsondspektroskopi – exciteringen av ett exciterat tillstånd. OCH - grinden alstras av nödvändigheten av att både A→A* och C**→C excitationerna som inträffar samtidigt -ingång hv och hv krävs samtidigt. För att förhindra felaktiga emissioner av ljus från en enda ingång till OCH- grinden skulle det vara nödvändigt att ha en elektronöverföringsserie med förmåga att acceptera alla elektroner (energi) från C* energinivå. Elektronöverföringsserien skulle avslutas med ett lågt (icke-strålningsförfall) av energin. Alternativen för att producera en OCH- grind, med hjälp av molekylär fotofysik, är två. (1) Emissionen som produceras av elektronfallet från C*→C ( hν c ) är inte en giltig utfrekvens. Emissionen från C** ( hν c + hν c 2 , hν c 3 ) molekylära orbitalen är en giltig utsignal;. att användas i efterföljande logiska grindar -arrangerade att svara på -emissionen. Den andra ingången av foton (er) för att utlösa den snabba omvandlingen av en molekyl som används för att fullborda elektronöverföringskedjan. En mycket komplex molekyl som ett protein kan konstrueras för att ha höga töjningsenergier, så att i frånvaro av den andra ljusfrekvensen är molekyl B inaktiv (B). Den andra fotoningången triggar B→B' där framåthastighetskonstanten är mycket mindre än den omvända. Om en sådan molekyl används som molekyl B kan överföringskedjan slås på och av.
![{\displaystyle C^{**}{\xrightarrow[{c2}]{}}C}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/79b4e3c770bc19a26d3ac0b8cb889ed1c9956fc5)
Skapar NOT-porten
För att stoppa elektronöverföringskedjan från att fullborda, producera utsignaler, används ingången av en foton , hν c2 , för att producera en "pumpsondspektroskopi"-effekt genom att främja en elektron i en elektronöverföringskedja. Fallet av den pumpsondsförstärkta elektronen producerar en uteffekt som släcks ner i en elektronöverföringskedja.
Ett alternativ liknar AND- grindalternativet; en ingång orsakar en förändring i molekylstrukturen som bryter elektronöverföringskedjan genom att inte tillåta en jämn energiöverföring av elektroner.