超高速不可逆光誘起現象の可視化技術の創出と励起状態を介した物性・物質制御

创建超快不可逆光诱导现象的可视化技术，并通过激发态控制物理特性和材料

基本信息

批准号：
19019006
负责人：
武田淳
金额：
$ 5.5万
依托单位：
Yokohama National University
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：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

物質の機能や構造を予言する高度なシミュレーション技術の開発や光励起プロセスを介した物性・物質の制御の研究の進展には、理論の構築や物質探索に加えて、超短時間(フェムト秒〜ピコ秒)で時々刻々と変化する物質の構造や機能を実時間で瞬時に可視化する手立てを構築することが必要不可欠である。本研究では、1ショットで超高速不可逆光誘起現象の時間・スペクトル特性がマッピングできる究極の「可視化技術」の創出を目指す。また、1)光捕集性ナノスターデンドリマー、2)強相関有機ラジカルTITA結晶にこの可視化技術を適用し、超高速エネルギー伝達や光誘起反磁性・常磁性相転移の動的過程を明らかにする。不可逆光誘起現象の時間・スペクトル特性を一度にマッピングする「可視化技術」として、エシェロン光学素子を用いたイメージング分光法を開発した。ダイアモンドバイトによりニッケルをミクロンオーダーで精密加工し、反射型エシェロン光学素子を試作した。これを第2高調波発生自己相関法に組み込み、フェムト秒レーザーから出射されるフーリエ限界パルスの時間・スペクトル特性の測定を行い、35fs/pixelの時間分解能でフーリエ限界パルスの時間・スペクトル2次元イメージの実時間計測に成功した。一方、第一世代のイメージング分光技術を駆使することにより、アンテナ分子の長さ・個数が異なるπ共役ナノスターデンドリマーにおいて、エネルギー伝達効率の時間・周波数実時間イメージング計測を行った。アンテナ分子を選択励起することにより、まずは励起状態のバンドの底付近までねじれ振動による緩和が生じ、次にコア部分との励起状態の波動関数の重なりにより1ピコ秒以下の超高速でエネルギー伝達が起こることがわかった。強相関有機ラジカルTTTA結晶においては、反磁性相の自己束縛励起子発光強度の減少と常磁性相への相転移割合には高い相関があることを見出した。

除了理论构建和材料探索之外，预测材料功能和结构的先进模拟技术的发展以及通过光激发过程控制物理性质和材料的研究进展都需要超短时间（飞秒到皮秒）必须创建一种方法来即时可视化材料的结构和功能，这些结构和功能会实时变化。在这项研究中，我们的目标是创造终极的“可视化技术”，可以在一次拍摄中绘制超快不可逆光致现象的时间和光谱特征。此外，我们还将将该可视化技术应用于1）光捕获纳米星树枝状聚合物和2）强相关有机自由基TITA晶体，以阐明超快能量转移和光诱导抗磁/顺磁相变的动态过程。我们开发了一种成像光谱方法，使用梯形光学元件作为“可视化技术”，可同时映射不可逆光诱导现象的时间和光谱特征。我们通过使用金刚石工具将镍精确加工至微米级，制造了原型反射梯形光学元件。将其结合到二次谐波产生自相关方法中，测量了飞秒激光器发射的傅里叶极限脉冲的时间和频谱特性，并创建了傅里叶极限脉冲的时间和频谱随时间变化的二维图像。 35 fs/像素的分辨率成功实现了实时测量。另一方面，我们充分利用第一代成像光谱技术，对不同长度和数量的天线分子的π共轭纳米星树枝状聚合物的能量传输效率进行了实时和频率成像测量。通过选择性地激发天线分子，扭转振动弛豫发生到激发态带的底部，然后由于激发态波函数与核心的重叠而以小于1皮秒的超高速发生能量转移我知道它发生了。在强相关有机自由基TTTA晶体中，我们发现反磁性相中自束缚激子发射强度的降低与顺磁性相的相变速率之间存在高度相关性。

项目成果

期刊论文数量（24）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Rapid Energy Transfer and its Temperature Dependence in π-Conjugated Dendrimers

π-共轭树枝状聚合物中的快速能量转移及其温度依赖性

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
Phys. Status Solidi (c) 6
影响因子：
0
作者：
T. Matsushima M. Takamori;Y. Miyashita;Y. Honma;T. Tanaka;H. Aihara;and H. Murata;Y.Baba;I. Akai
通讯作者：
I. Akai

Rapid energy transfer in a dendrimer having π-conjugated light-harvesting antennas

具有 π 共轭光捕获天线的树枝状聚合物中的快速能量转移

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
New J. Phys. 10
影响因子：
0
作者：
I. Akai;et al.
通讯作者：
et al.

Highly Efficient Photoinduced Phase Transitions in an Organic Radical Crystal via Two-Photon Absorotion Process

通过双光子吸收过程在有机自由基晶体中实现高效光致相变

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
Phys, Rev. B 79
影响因子：
0
作者：
Hagiwara;Y.;et.al.;高橋学;T. Kon
通讯作者：
T. Kon

ZnOナノ構造体の高密度励起子発光のダイナミクス

ZnO纳米结构中高密度激子发射的动力学

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
J. Onoe;T. Ito;S. Kimura;K. Ohno;Y. Noguchi;Sho;Ueda;三堀真吾
通讯作者：
三堀真吾

ZnOナノ構造体の高密度励起子による誘導放出発光

ZnO 纳米结构中高密度激子引起的受激发射发光

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Sasaki;K Ogawa;M. Izawa;K. Sasaki;T. Hayashi;N. Iida;M. Yoshifuji;and N. Morita;三堀真吾
通讯作者：
三堀真吾

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通讯作者：
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通讯作者：
金有洙

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通讯作者：
朴ヘリン・宇仁義和