半導体/溶液界面における光誘起電子移動ダイナミクスの過渡回折格子分光

半导体/溶液界面光致电子转移动力学的瞬态光栅光谱

基本信息

批准号：
05740360
负责人：
朝日剛
金额：
$ 0.51万
依托单位：
Osaka University
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 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05740360/
关键词：
過渡回折格子分光光誘起電子移動有機薄膜

项目摘要

本年度は、過渡回折格子分光法の応用と有効性を示す目的で、既に手がけてきた有機薄膜中の光誘起電子移動過程について研究を行った。光伝導性を示す高分子としてよく知られているポリ(N-ビニルカルバゾール)にテトラシアノベンゼンルバゾール環の励起状態からTCNBへの電荷分離過程を直接観測した。回折光強度の時間変更だけでなく、その波長依存性も同時に観測することによって、カルバゾールの励起一重項状態の減衰とそれに対応したTCNBアニオンの生成過程を回折光スペクトル(回折効率の波長依存性)の時間変化として観測した。その結果、薄膜での光導起電荷分離過程が約10ピコ秒で起きることが分かった。これは、膜厚がサブマイクロメートルのポリ(N-ビニルカルバゾール)薄膜中の電荷分離は200ps程度の速い減衰と数nsまで減衰しない成分からなることが分かった。従来、薄膜などの光化学ダイナミクスの時間分解計測には高感度な蛍光法が用いられてきたが、蛍光法では発光種の情報のみが分かるだけであった。本研究の結果は、非発光種の動的挙動も含めた高時間分解分解能かつ高感度の時間分解計測法として、白色光パルスをプローブ光に用いた過渡回折格子分光法が極めて有効であることを示したものである。これまでの測定システムでは透過回折光の検出を行うものであった。今後は、上記の成果をふまえた上で、反射回折光の検出可能なシステムへと発展させ、半導体/溶液界面や半導体/有機薄膜界面への時間分解計測が可能な過渡回折格子分光システムの開発を行う。

今年，为了展示瞬态光栅光谱的应用和有效性，我们对有机薄膜中的光致电子转移过程进行了研究，我们已经在进行这项工作。我们直接观察到了著名的光电导聚合物聚（N-乙烯基咔唑）中从四氰基苯鲁巴唑环的激发态到TCNB的电荷分离过程。通过同时观察衍射光强度的时间变化及其波长依赖性，我们可以利用衍射光谱观察咔唑激发单线态的衰减以及相应的TCNB阴离子的产生过程（衍射效率的波长依赖性））随着时间的推移观察到了变化。结果发现，薄膜中的光致电荷分离过程发生在约10皮秒内。研究发现，亚微米厚度的聚（N-乙烯基咔唑）薄膜中的电荷分离由衰减速度快至约200 ps的组分和直到几ns才衰减的组分组成。传统上，高灵敏度荧光方法已用于薄膜等中光化学动力学的时间分辨测量，但荧光方法仅提供有关发射物种的信息。这项研究的结果表明，使用白光脉冲作为探测光的瞬态光栅光谱学作为一种时间分辨测量方法非常有效，具有高时间分辨率和高灵敏度，包括非发射物质的动态行为。显示什么。传统的测量系统检测透射的衍射光。未来，基于上述成果，我们将开发一种可以检测反射衍射光的系统，并开发一种可以在半导体/溶液界面和半导体/有机薄膜界面进行时间分辨测量的瞬态光栅光谱系统。