Spatially Resolved Coherent Control of Exciton Diffusion Using Multiple Ultrashort Pulses

使用多个超短脉冲对激子扩散进行空间分辨相干控制

基本信息

批准号：
21H01888
负责人：
五月女光
金额：
$ 11.4万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

太陽電池や発光材料などの光エレクトロニクス材料における励起子の伝播過程の時空間制御を目的として、2022年度は超分子ポリマーや光メカニカル結晶などの分子集合体中の励起子拡散ダイナミクスの可視化に取り組んだ。ジケトピロロピロールを発色団とする超分子ポリマーの系では、フェムト秒超短光パルスの照射によりコヒーレント振動が誘起されることを発見し、モノマー状態の時間分解測定や分子動力学シミュレーションの結果との比較から、当該振動モードが超分子構造に特異な分子間振動に由来することを明らかにした。特筆すべきは、このコヒーレント振動は、励起状態吸収の遷移エネルギーが変調されるFranck-Condon型ではなく、吸収強度が変調されるHertzberg-Teller型である点である。この結果はCondon近似が破れていることを意味しており、個々の分子の相対位置や配向を変調する分子間振動が、分子集合体の電子構造に強く影響を及ぼしていることを示している。さらに、光エネルギーを直接的に力学的エネルギーに変換可能な光メカニカル結晶の系では、光照射により生成した励起子を起点として結晶中で進行する光重合反応の研究にも取り組んだ。前年度に構築した顕微分光装置を用いて、この光重合反応の進行を観察したところ、結晶の端から中央に向かって反応が伝播していく様子が観測された。これは、結晶の端や反応物と生成物の界面において特異的に反応量子収率が増大していることを示している。一般に結晶中では分子は整然と配列しており均一な環境に置かれているが、結晶表面はもとより動的に変化していく光応答性結晶では光反応性に関連した不均一分布が生じ、こうした不均一性が分子集合体中の光、励起子、さらには化学反応の伝播を左右する重要因子であることを見出した。

在2022财年中，我们努力可视化分子组件中的激子扩散动力学，例如超分子聚合物和光机械晶体，目的是控制光电子材料中激子传播过程的时空传播过程，例如AS solar solar and solar silar和LumineScentIction材料。在具有二基吡咯基吡咯的超分子聚合物作为发色团的系统中，连贯的振动是通过与飞秒的超短光脉冲照射引起的，并将其与时间分解的测量结果进行比较，从而使单体状态和分子动力学模拟的结构揭示了振动质量启动的质量质量构成对构层的构成。特别值得注意的是，这种连贯的振动不是弗朗克 - 康登类型，其中调制了激发态吸收的过渡能，而是调节吸收强度的Hertzberg-Teller类型。该结果表明condon近似被损坏，表明调节单个分子的相对位置和方向的分子间振动强烈影响分子组装的电子结构。此外，在可以将光能直接转化为机械能的光学晶体系统中，我们还研究了对光聚合反应的研究，这些反应是从光照射产生的激子开始的晶体中进行的。使用上一年构建的微光谱装置，我们观察到了这种光聚合反应的进展，并观察到该反应从晶体边缘向中心传播。这表明在晶体边缘和反应物和产物之间的界面处的量子反应产量的特异性增加。通常，分子在晶体中排列在均匀的环境中，不仅在晶体的表面上，而且在动态变化的光自动晶体中，发现它们具有与光反应性能的异质分布，并且这种异质性是影响光，兴奋季和化学反应的重要因素。

项目成果

期刊论文数量（49）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Photocyclization Reaction Dynamics of Inverse Diarylethenes

反二芳基乙烯的光环化反应动力学

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hikaru Sotome;Daichi Kitagawa;Shota Hamatani;Seiya Kobatake;Hiroshi Miyasaka
通讯作者：
Hiroshi Miyasaka

フェムト秒誘導ラマン分光によるシクロパラフェニレンの励起状態における構造変形ダイナミクスの解明

通过飞秒受激拉曼光谱阐明环对苯撑激发态的结构变形动力学

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
森田悠介;五月女光;宮坂博
通讯作者：
宮坂博

1,2,3‐Tri(9‐anthryl)benzene: Photophysical Properties and Solid‐State Intermolecular Interactions of Radially Arranged, Congested Aromatic π‐Planes**

1,2,3-三(9-蒽基)苯：径向排列、稠密芳香π平面的光物理性质和固态分子间相互作用**

DOI：
10.1002/chem.202104245
发表时间：
2022
期刊：
Chemistry - A European Journal
影响因子：
0
作者：
Nishiuchi Tomohiko;Sotome Hikaru;Shimizu Kazuto;Miyasaka Hiroshi;Kubo Takashi
通讯作者：
Kubo Takashi

オキシムエステル光重合開始剤の反応ダイナミクスと特性評価

肟酯光引发剂的反应动力学及表征