ピコ秒誘導ラマン断熱通過法による溶液中のコヒーレント分布移動

使用皮秒受激拉曼绝热传输方法进行溶液中的相干分布运动

• 批准号: 13740342
• 负责人: 中林 孝和
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Hokkaido University (2002)Okazaki National Research Institutes (2001)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13740342/
• 关键词: 異性化反応; 分子内電荷移動; ポリエン; スチルベン; 電場効果; 誘導ラマン断熱通過法; 時間分解分光法; フェムト秒; 溶液; 振動励起状態; 振動緩和; 溶媒和; カチオン; 電荷再結合

溶液中における化学反応の制御を目的とした研究を行っている。本年度は、PMMA膜中にドープされたスチルベンの異性化反応およびPush-Pull型ポリエン誘導体の分子内電荷移動反応が、外部電場印加によって制御できることを明らかにした。試料がドープされた薄膜に約0.5MV/cmの外部電場を印加することによって、スチルベンの蛍光が消光されることがわかった。蛍光を出す最低励起一重項状態からの異性化反応が外部電場によって促進されたため、無輻射緩和の速度が増加し、蛍光が消光されたと考えられる。Push-Pull型ポリエン誘導体においても、外部電場による分子内電荷移動速度の増加によって、蛍光が著しく消光されることを観測した。さらに超短光パルスレーザーによる時間分解電場蛍光分光システムを用いて、反応時定数の電場変化の解析を行い、また電場蛍光スペクトルの時間発展の測定も行った。現在、溶液中の超高速電荷移動の外部電場制御を目的として、高電場を印加できる溶液セルを製作している。昨年度製作した溶液内での誘導ラマン断熱通過システムを用いて、カロチノイドの一つであるカンタキサンチンの最低振動励起状態の分布制御の実験も行っている。550nm近傍の波長を持つ2本のピコ秒パルスを用いて振動励起状態へのコヒーレント分布移動を誘起させ、あるピコ秒遅延時間の後に,3つめのパルス光を試料に照射して,生成した振動励起状態からのアンチストークスラマン信号を測定する。最低振動励起状態からの信号強度の増加を観測し、誘導ラマン断熱通過による信号であることを確認するために、波長およびパルス幅依存性の実験を行い、理論との対応を検討している。

正在进行研究，目的是控制溶液中的化学反应。今年，我们透露，在PMMA膜中掺杂的Stilbene的异构化反应以及按外部电场应用可以控制推杆型多烯衍生物的分子内电荷转移反应。发现将大约0.5 mV/cm的外部电场应用于样品掺杂的薄膜，使Stilbene的荧光淬灭。人们认为，发出荧光的最低激发单元状态的异构化反应是由外部电场促进的，从而增加了无辐射松弛的速度和荧光的淬火。观察到，由于外部电场引起的分子内电荷转移率的增加，荧光显着淬灭。此外，使用超短脉冲激光器的时间分辨电场荧光光谱系统用于分析反应时间常数的电场变化，还测量了电场荧光光谱的时间演化。当前，我们正在制造溶液单元，该溶液单元可以应用高电场来控制外部电场，以使溶液中的超高速度电荷转移。使用去年产生的溶液中的电感拉曼绝缘层传递系统，我们还进行了实验，以控制最低的canthaxanthin的振动激发态的分布，canthaxanthin是类胡萝卜素之一。波长约550 nm的两种皮秒脉冲用于诱导振荡激发态的相干分布运动，在一定的皮秒延迟时间后，将第三个脉冲光照射到样品上，以测量来自产生的振荡激发态的反stoke syman raman raman信号。为了观察信号强度从最低的振动激发态增加，并确认它是通过诱导的拉曼绝热的信号，我们进行了有关波长和脉冲宽度依赖性的实验，并检查了与理论的对应关系。

项目成果

T.Nakabayashi, S.Kamo, K.Watanabe, H.Sakuragi, N.Nishi: "Observation of Formation Dynamics of Solvated Aromatic Cation Radicals Following Photolonization"Chemical Physics Letters. 355・3-4. 241-248 (2002)

T.Nakabayashi、S.Kamo、K.Watanabe、H.Sakuragi、N.Nishi：“光离子化后溶剂化芳香族阳离子自由基的形成动力学的观察”化学物理快报355・3-248（2002）。

T.Nakabayashi, N.Nishi, H.Sakuragi: "Photochemistry of Photochromic Benzopyrans Studied by Time-Resolved Absorption Spectroscopy"Science Progress. 84・2. 137-156 (2001)

T.Nakabayashi、N.Nishi、H.Sakuragi：“通过时间分辨吸收光谱研究光致变色苯并吡喃的光化学”科学进展 84・2（2001）。

T.Nakabayashi, N.Nishi: "States of Molecular Associates in Binary Mixtures of Acetic Acid with Protic and Aprotic Polar Solvents : A Raman Spectroscopic Study"The Journal of Physical Chemistry A. 106・14. 3491-3500 (2002)

T.Nakabayashi、N.Nishi：“乙酸与质子和非质子极性溶剂的二元混合物中的分子缔合状态：拉曼光谱研究”物理化学杂志 A. 106・14 (2002)。

T.Nakabayashi, S.Kamo, H.Sakuragi, N.Nishi: "Time-Resolved Raman Studies of Photoionization of Aromatic Compounds in Polar Solvents : Picosecond Relaxation Dynamics of Aromatic Cation Radicals"The Journal of Physical Chemistry A. 105・38. 8605-8614 (2001)

T.Nakabayashi、S.Kamo、H.Sakuragi、N.Nishi：“极性溶剂中芳香族化合物光电离化的时间分辨拉曼研究：芳香族阳离子自由基的皮秒弛豫动力学”物理化学杂志 A. 105・38。 8605-8614 (2001)