ポルフィリン会合体のメゾスコピック構造と励起エネルギー移動ダイナミクスの研究

卟啉聚集体介观结构及激发能量传递动力学研究

基本信息

批准号：
11122221
负责人：
玉井尚登
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Kwansei Gakuin University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,色素会合体,特に水溶性テトラフェニルポルフィリンスルホン酸(TPPS)およびメロシアニン色素の会合体に関して,メゾスコピック領域における構造および光ダイナミクスを走査型ニアフィールド光学顕微鏡(SNOM)を用いて解明することを目的した.まず微小領域における化合物の同定を行うために,増幅したフェムト秒レーザーの自己位相変調によって得られるフェムト秒白色光をプローブ光とするニアフィールド吸収分光法を開発した.本手法により,数十nmから100nm程度の分解能で電子スペクトルを得ることが初めて可能になった.さらに,ピコ秒単一光子計算法およびデコンボリューションの手法をSNOMに組み合わせることにより,微小領域の蛍光寿命を数psの時間分解能で解析可能となった.スピンコートによって作成したTPPS J-会合体フィルムのトポ像から,J-会合体はしばしば高さ約20nm,長さ数μm,幅0.2から0.5μm程度の染色体状構造を作る事を,フェムト秒白色光をプローブ光とするメゾスコピック領域の吸収スペクトル測定,蛍光スペクトル測定によって確認した.また,pH調製により作製したTPPSモノマー薄膜,およびカチオン性高分子と混合することによって得たポリイオンコンプレックススピンコート薄膜の光ダイナミクスを研究した.蛍光SNOM像とトポ像の比較等により,会合体のミクロな分子間相互作用とサブ波長領域の構造の相関を調べた.次にメロシアニン色素のJ-会合体の形成条件を検討し,モノマー溶液だけでも高濃度条件でスピンコートによりJ-会合体が得られること,PVSよりPVAフィルムの方がバンド幅の狭いJ-会合体が得られること等が明らかになった.スピンコートによって得られたロック状のメゾスコピック構造がJ-会合体に由来することを蛍光SNOMの波長依存性,吸収SNOMスペクトルによって解明した.また,メロシアニンのJ-会合体の寿命は約20psであると求まった.

在这项研究中，我们使用扫描近场光学显微镜（SNOM）来阐明染料聚集体的结构和光学动力学，特别是水溶性四苯基卟啉磺酸（TPPS）和部花青染料，首先，在介观区域。为了识别微观区域中的化合物，我们首先开发了通过放大飞秒激光器的自相位调制获得的飞秒激光束。我们开发了一种使用电秒白光作为探测光的近场吸收光谱方法。该方法通过结合计算方法，首次能够获得分辨率为数十纳米至100纳米左右的电子光谱。以及使用 SNOM 的反卷积方法，可以以数 TPPS 的时间分辨率分析旋涂产生的微小区域中的荧光寿命。从J-聚集体薄膜的形貌来看，我们发现J-聚集体常常形成高度约为20 nm、长度为数μm、宽度约为0.2至0.5 μm的染色体样结构。光作为探测光，我们发现通过介观区域的吸收光谱测量和荧光光谱测量证实我们还研究了通过 pH 调节制备的 TPPS 单体薄膜以及通过与阳离子聚合物混合获得的聚离子复合物旋涂薄膜的光学动力学，荧光 SNOM 图像和拓扑图像的比较表明，聚集了分子之间的微观相互作用。我们研究了亚波长区域的作用和结构之间的相关性。接下来，我们研究了部花青染料J-聚集体的形成条件，发现即使仅使用单体溶液，在高温下也可以通过旋涂获得J-聚集体。使用 PVA 薄膜可以获得具有较窄带宽的 J 聚集体。利用荧光 SNOM 和吸收 SNOM 光谱的波长依赖性，阐明了通过旋涂获得的岩石状介观结构源自 J 聚集体，其寿命约为 20 ps。