2次元超高速非線形分光法の開発と分子集合体励起子ダイナミックスへの応用

二维超快非线性光谱的发展及其在分子组装激子动力学中的应用

• 批准号: 01J09218
• 负责人: 太田 薫
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01J09218/
• 关键词: 赤外パルス光; 非線形分光; 3パルスフォトンエコー; 過渡回折格子法

本年度は、昨年度に得られたFe(CN)_6^<4->のCN伸縮振動を対象としたフォトンエコーの実験データの解析を行い、これらの研究成果を論文にまとめ、国際学会、国内学会で発表した。Fe(CN)_6^<4->のCN伸縮振動のうち、赤外活性のモードは分子の対称性から3重に縮退しており、それぞれの振動方向は互いに直交している。まず、過渡回折格子法により、D_2OやH_2O中のFe(CN)_6^<4->のCN伸縮振動を励起した場合の振動エネルギー緩和過程を検討した。振動励起状態の寿命はD_2O中で23ps、H_2O中で3.7psであり、顕著な溶媒の同位体効果が見られた。これは振動エネルギー緩和過程において、溶媒へのエネルギー移動過程が大きく寄与していると考えられる。一方、フォトンエコーの実験結果の解析から、D_2OやH_2O中での溶媒和過程が1.4-1.5psの時間スケールで起こっていることを示し、同位体効果は小さいことを見出した。N_3-やSCN-の反対称伸縮振動を励起した場合と比較したとき、時定数には大きな違いが見られなかったことから、溶媒和ダイナミクスにおける溶質の振動モードの性質の影響は小さいと考えられる。メタノール中のOCN^-やSCN^-の反対称伸縮振動についての実験結果と総合して、振動の遷移エネルギーの揺らぎの時定数は溶媒のみで決まり、溶質の振動モードの性質にそれほど依存しないという結論を得た。さらに赤外光源の安定性を向上するため、波長可変のパルス光を発生させる光パラメトリック発生、増幅器の構築、改良を行い、揺らぎが1%以下の安定性をもつ赤外パルス光の発生に成功した。これにより、過渡吸収などのヘテロダイン検出の信号測定が可能になった。現在は、測定系の構築を進めているところである。

今年，我们分析了去年获得的Fe（CN）_6^<4->的Photon Echo的实验数据，并将这些研究结果汇总在论文以及国际社会和家庭社会中。在Fe（CN）_6^<4->的CN弹性振动中，红外模式已从分子的对称性减少了三倍，每个振动方向都是正交的。首先，过渡晶格法检查了D_2O和H_2O中Fe（CN）_6^<4->的CN扩展振动的振动能量释放过程是兴奋的。振动激发态的寿命为D_2O的23ps，H_2O的3.7PS和溶剂的显着同位素效应。这被认为，向溶剂的能源传输过程在振动能量缓解过程中大大贡献。另一方面，对光子回波的实验结果的分析表明，D_2O和H_2O中的溶剂和h_2o中的溶剂总和是在1.4-1.5ps的时间范围内发生的，同位素效应很小。与N_3-和SCN-激​​发反对派扩展振动的激发相比，次数没有显着差异，因此认为溶剂振动模式在溶剂日本动力学中的效果是小的。 。 OCN^ - 和SCN^ - 在相同的名称中，振动过渡能量的数量仅由溶剂确定，并且不取决于甲醇中溶质振动模式的性质。此外，为了进一步提高红外光源的稳定性，光学参数的发生，该光学参数会产生具有可变波长的脉冲光，构建和改善放大器，并成功地开发了红外脉冲光，稳定性为1％或更少。结果，可以进行杂氨酸检测（例如瞬态吸收）的信号测量。目前，我们正在促进测量系统的构建。

项目成果

H.Maekawa et al.: "Vibrational Dynamics of the OH Stretching Mode of Water"MRS Symposium Proceedings. (印刷中).

H. Maekawa 等人：“水的 OH 拉伸模式的振动动力学”MRS 研讨会论文集（正在出版）。

K.Ohta et al.: "Probing the Spectral Diffusion of Vibrational Transitions of OCN^- and..."Journal of Physical Chemistry A. 107. 5643-5649 (2003)

K.Ohta 等人：“探索 OCN^- 和……振动跃迁的光谱扩散”物理化学杂志 A. 107. 5643-5649 (2003)

K.Ohta et al.: "Vibrational Population Relaxation and Dephasing Dynamics of Fe(CN)_6^<4->..."Journal of Physical Chemistry A. 108. 1333-1341 (2004)

K.Ohta 等：“Fe(CN)_6^<4->...的振动群体弛豫和相移动力学”Journal of Physical Chemistry A. 108. 1333-1341 (2004)

K.Ohta et al.: "Vibrational Population Relaxation and Dephasing Dynamics of Fe(CN)_6^<4->..."Chemical Physics Letters. 386. 32-37 (2004)

K.Ohta 等人：“Fe(CN)_6^<4->...的振动总体弛豫和相移动力学”化学物理快报。