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。

我们正在进行旨在控制溶液中化学反应的研究。今年，我们发现PMMA膜中掺杂的二苯乙烯的异构化反应和推挽型多烯衍生物的分子内电荷转移反应可以通过施加外部电场来控制。结果发现，通过向掺杂有样品的薄膜施加约0.5MV/cm的外部电场，二苯乙烯的荧光被猝灭。据认为，由于外部电场促进了从发出荧光的最低激发单重态开始的异构化反应，因此非辐射弛豫速率增加并且荧光被猝灭。我们还观察到，在推挽型多烯衍生物中，由于外部电场导致分子内电荷转移速率增加，荧光显着猝灭。此外，使用超短脉冲激光的时间分辨电场荧光光谱系统，我们分析了反应时间常数的电场变化，并测量了电场荧光光谱的时间演变。目前，我们正在创建一种可以施加高电场的溶液电池，用于溶液中超快电荷转移的外部电场控制。利用我们去年创建的溶液中的受激拉曼绝热通道系统，我们还进行了实验来控制角黄素（一种类胡萝卜素）的最低振动激发态的分布。使用波长约为 550 nm 的两个皮秒脉冲诱发相干分布转变为振动激发态，并在一定皮秒延迟时间后，用第三个光脉冲照射样品以产生反斯托克斯振动。来自激发态的拉曼信号。为了观察信号强度从最低振动激发态的增加，并确认该信号是由于受激拉曼绝热通道引起的，我们正在进行波长和脉冲宽度依赖性的实验，并检查与理论的对应性。

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)