熱レンズ信号交換効率の振動モード依存性とその無輻射遷移機構への応用

热透镜信号交换效率的振动模式依赖性及其在非辐射跃迁机制中的应用

基本信息

批准号：
63540364
负责人：
寺嶋正秀
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1988
资助国家：
日本
起止时间：
1988 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-63540364/
关键词：
熱レンズ信号溶質依存性無輻射遷移項間交差量子収率

项目摘要

現在まで、光り熱分光法の研究を行なっているほとんどの研究者が気付いていなかった熱レンズ信号強度の溶質依存性をはじめて実験的に示すことができた。特にアゾベンゼン、スチルベンなどの大振巾振動をもつ分子において信号強度の小さいことがわかった。これらの溶質依存性が溶質を加えたことによる溶液の熱力学パラメーターの変化ではないこと、多光子吸収、光散乱過程のせいでもないことを確認した。よって観測された溶質依存性を説明するには、溶質から溶媒へのエネルギー移動の際に、溶質の振動モードに応じた割合で溶媒の振動、並進エネルギーに分配されているということを考えなくてはならない。この結論は熱レンズ信号強度を測定することで、溶質の無輻射遷移によりどの様な振動モードが励起されているかを明らかにできるという目標に大きく近づく成果であった。また同様な現象が光音響信号にも観測され光熱分光法の無輻射遷移への新しい応用への道を開いたといえる。一元熱レンズ信号を時間分解することにより、種々の無輻射遷移の過程を捕えることに成功した。例えば通常の光学的方法では測定困難な、一重項一三重項間交差の量子収率を溶液中、固相中、2光子励起法などの種々の条件下において求めることができることを初めて示した。またケト-エノール異性体間のエンタルピー差を時間分解熱レンズ法を用いて求められることも示すことができた。これらはこの手法の特徴を生かしたユニークな成果である。次のステップとしてどの様な振動モードを励起した際、どの程度の信号強度が得られるかを調べるためゼノンランプを分光し、セクターで変調をかけて熱レンズスペクトルを測定するための努力を続けている。現在のところ励起光強度が弱く満足な信号は得られていないが、励起光強度を高めることで信号を得ることができると考えている。

我们第一次能够通过实验证明热透镜信号强度的溶质依赖性，这是大多数研究光热光谱的研究人员没有注意到的。研究发现，偶氮苯和二苯乙烯等振动幅度较大的分子的信号强度特别低。我们证实，这些溶质依赖性并不是由于添加溶质而引起的溶液热力学参数的变化，也不是由于多光子吸收或光散射过程。因此，为了解释观察到的溶质依赖性，有必要考虑当能量从溶质转移到溶剂时，它以与溶剂的振动模式相对应的比例分配到溶剂的振动和平动能中。一定不能是溶质。这一结论使我们更接近能够通过测量热透镜信号强度来阐明溶质中的非辐射跃迁激发哪些振动模式的目标。在光声信号中也观察到类似的现象，为光热光谱在非辐射跃迁的新应用铺平了道路。通过对一维热透镜信号进行时间分辨，我们成功地捕获了各种非辐射跃迁过程。例如，我们首次证明了使用传统光学方法难以测量的单重态-三重态交叉的量子产率可以在溶液、固相和双光子激发等各种条件下测定。还表明，酮-烯醇异构体之间的焓差可以使用时间分辨热透镜方法测定。这些是利用该方法特性的独特结果。下一步，我们将继续努力在 Zenon 灯上进行光谱分析，并通过调制扇区来测量热透镜光谱，以研究激发什么样的振动模式以及可以获得什么样的信号强度。目前激发光强度较弱，无法获得满意的信号，但我们相信通过增加激发光强度可以获得信号。