共役高分子の一次元励起子に関する研究

共轭聚合物中一维激子的研究

• 批准号: 05740197
• 负责人: 長谷川 達生
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 1994
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05740197/
• 关键词: 共役系高分子; ポリシラン; 一次元励起子; 三次非線形感受率

本研究は、大きな三次非線形感受率を有し、将来の光非線形素子の材料の候補として注目を集めている共役系高分子、中でも、主鎖がシリコン原子によって構成され、試料も良質のものが得られるポリシラン(PS)について、非線形光学特性の実験的研究により、その特異な光励起状態、すなわち一次元的な励起子状態を解明し、これによって、その大きな光非線形応答の起源を明らかにすることを目的としている。本年度得られた研究実績は以下の通りである。I.PSは、側鎖の種類によって、主鎖構造、主鎖電子状態の異なるものを得ることが出来る。本年度は、代表者等が以前に行った、最も典型的な主鎖構造のPDHSの非線形光学スペクトル測定を、種々のPSについても適用し、主鎖構造の変化が一次元的な励起子状態に如何に反映されるのかを調べた。その結果、得られた非線形光学スペクトルに、PDHSと同様な一次元的な励起子状態への多光子共鳴構造を確認することが出来た。II.主鎖構造の変化に伴う励起子状態の系統的な変化の由来を明らかにするために、1.で得られた非線形光学スペクトルの解析、及び解析結果と一次元励起子モデルによる理論計算との比較を行った。その結果、PSの一次元励起子状態では、一次元系における強い励起子効果のために、電子-正孔の相対運動が強く束縛され、局在しているという実験的な証拠を得ることが出来た。さらに、上記結果をもとに、より大きな光非線形感受率を有する材料を得るには、この相対運動の非局在化が肝要で、そのための物質設計に指針を提案した。III.実験的に得られた非線形光学スペクトルにおいて、線形光学スペクトルと同様なクラマ-ス-クローニヒの分散関係式が実際に成立しているのか確認しておくことは、応用上重要である。本研究では、PDHSの絶対値、位相スペクトルの実験結果がこの関係を満たしていることを確認した。

这项研究旨在通过对具有较大的立方非线性敏感性的共轭聚合物的非线性光学特性的实验性研究来阐明独特的光激发状态，即一维激子状态，并通过实验（PS）构成了silloane and silloane Ats Ats Ats Ats Ats and ps pysemon（PS），并吸引了对未来光学非线性设备的候选材料的关注，并吸引了人们的注意力。光学特性，即一维激子状态，从而阐明了其大型光学非线性响应的起源。今年获得的研究结果如下：根据侧链的类型，可以使用不同的主链结构和主链电子状态获得I.PS。今年，我们应用了最典型的主链结构PDH的非线性光谱测量，以前是由我们的代表进行的，以研究各种PS，以研究主链结构中的变化如何在一维激发态中反映。结果，有可能确认一维激子状态的多光子共振结构，类似于获得的非线性光谱中的PDH。 ii。为了阐明与主链结构变化相关的激子状态中系统变化的起源，我们分析了1中获得的非线性光谱。并将分析结果与使用一维激子模型的理论计算进行了比较。结果，我们获得了实验证据，表明由于一维系统中强烈的激子效应，电子孔的相对运动受到强烈的限制和定位在PS的一维激子状态中。此外，基于上述结果，相对运动的离域化对于获得具有较高光学非线性灵敏度的材料至关重要，并且已经提出了针对此材料设计的指南。 iii。对于应用，确认Kramas-Kronich分散关系（类似于线性光谱）在实验中获得的非线性光谱中实际上是正确的。在这项研究中，我们证实了PDH的绝对值和相光谱的实验结果符合这种关系。

项目成果

H.Kishida et al.: "Dispersion Relation in the Third-Order Electric Susceptibility for Polysilane Film" Physical Review Letters. 70. 3724-3727 (1993)

H.Kishida 等人：“聚硅烷薄膜三阶电化率的色散关系”物理评论快报。

T.Hasegawa et al.: "Nonlinear Optical Study of Polysilanes" Journal of Physical Society of Japan.supplement "Light Emission from Novel Silicon Matevials".(1994)

T.Hasekawa 等人：“聚硅烷的非线性光学研究”日本物理学会期刊。增刊“Light Emission from Novel Silicon Matevial​​s”。(1994)