高速の光誘起効果を有する有機光学材料の光物性評価

具有高速光致效应的有机光学材料的光学性能评价

• 批准号: 01604526
• 负责人: 十倉 好紀
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-01604526/
• 关键词: 光誘起効果; 電荷移動錯体; パイエルス歪; 中性-イオン性転移; スピン-格子相互作用; 光励起状態; 協力現象; ドメイン注入

本研究の目的は、レ-ザ-照射等による光刺激によって高速の光学的性質の変化(光誘起効果)を示すことが期待される有機固体について、これらの効果を含む光物性の特徴を明らかにする点にある。昨年度までは分子間または共役主鎖上での電荷移動型遷移を有するフタロシアニン、ポリジアセチレン誘導体を中心に研究を進めてきたが、本年度は励起状態が格子系と強い相互作用を持つ系に対称を拡大し、特にパイエルス歪や、電荷移動量の変化を伴う相転移を示す電荷移動錯体について集中的な研究を行なった。このうち、中性-イオン性相転移を起こす交互積層型電荷移動(CT)錯体Tetrathiafluvalene-p-chloranil(以後TTF-CAと略称)については、パルス及びcw光励起による過度的(ナノ-ミリ秒)な反射率変化、及びその時間・温度依存性を調べ、その微視的機構の詳細な研究を行なった。TTF-CAは、Tc(=81K)を境として低温側ではドナ-(D)・アクセプタ-(A)対が二量体化したイオン性相に、高温側では中性相になっている。このTTF-CAを光照射すると、電荷移動励起によって、中性相(T>Tc)ではイオン性相の部分が、逆にイオン性相(T<Tc)では中性相の部分が注入されることになる。特に中性-イオン性相境界温度Tc付近では、イオン性相と中間相のエネルギ-が縮退しているために、光によって励起された領域が非常に大きく成長し、大きな光誘起反射率変化Tcを示すことが期待される。実際、10%近い大きな△R/Rが、イオン性相(T<Tc)を励起した場合のみ観測され、光励起によって半巨視的なスケ-ルにわたって、価数変化を示すことが明らかになった。この光誘起変化は、基底状態でのパイエルス歪を引き起こしているスピン-格子相互作用が、光励起状態で切断されるために起こる新しい協力現象と見ることができよう。

这项研究的目的是阐明有机固体的光学性质特征，包括这些效应，当受到激光照射等光刺激时，预计会表现出光学性质的快速变化（光致效应）。 。直到去年，我们的研究重点是在分子之间或共轭主链上具有电荷转移跃迁的酞菁和聚二乙炔衍生物，但今年我们重点关注激发态与晶格系统有强相互作用的系统。我们的研究对电荷转移复合物进行了深入研究，这些复合物表现出 Peierls 应变和相变，并伴随着电荷转移量的变化。其中，交替堆叠电荷转移（CT）络合物四硫氟瓦烯-对四氯苯醌（以下简称TTF-CA）可引起中性离子相变，可用于瞬态（纳毫秒）脉冲和连续光激发我们研究了反射率的变化及其时间和温度依赖性，并对其微观机制进行了详细研究。 TTF-CA在Tc(=81K)的低温侧具有供体(D)和受体(A)对二聚化的离子相，在高温侧具有中性相。当用光照射该TTF-CA时，由于电荷转移激发，离子相部分被注入到中性相中(T>Tc)，反之，中性相部分被注入到离子相中(T<Tc)事实证明。特别是，在中性离子相界温度Tc附近，离子相和中间相的能量简并，因此光激发的区域变得非常大，预计会出现大的光致反射率变化Tc。事实上，仅当离子相（T<Tc）被激发时才观察到接近10%的大ΔR/R，并且揭示了光激发在半宏观尺度上表现出价态变化。这种光引起的变化可以看作是一种新的协同现象，它的发生是因为导致基态佩尔斯畸变的自旋晶格相互作用在光激发态被切断。

项目成果

S.Koshihara,Y.Tokura,K.Takeda.T.Koda and A.Kobayashi: ""Reversible and irreversible thermochromic phase transitions in single crystals of polydiacetylenes substituted with alkyl-urethanes"" J.Chem.Phys.

S.Koshihara、Y.Tokura、K.Takeda.T.Koda 和 A.Kobayashi：“烷基氨基甲酸酯取代的聚二乙炔单晶中的可逆和不可逆热致变色相变”J.Chem.Phys。