時間分解測定法を用いた電荷移動型金属有機構造体試料の光励起による相制御の検討

使用时间分辨测量方法研究电荷转移型金属有机骨架样品的光激发相控制

• 批准号: 21K03427
• 负责人: 石川 忠彦
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03427/
• 关键词: 光誘起ダイナミクス; 光誘起電荷移動; 金属有機構造体; 電荷移動相転移; 光誘起構造変化; 低次元系; 電荷移動型金属有機構造体; 時間分解測定; 赤外スペクトル

電荷移動型金属有機構造体（CT-MOF）を測定対象として、光励起による1次元磁石の生成消滅のような磁性コントロールを究極な目標とした光誘起ダイナミクスの研究に取り組む事を本課題の研究課題の方針としている。昨年度（2021年度）は、鉄原子とCl2An分子から成るCT-MOFについて、分子内振動領域で、当初予測しなかった光励起状態特有の素励起の出現を発見し、これを受けて本年度（2022年度）前半は、この新たな素励起の定量的な解析を試みた。定常状態のスペクトルを基にしたシミュレーションとの比較から、Raman散乱で観測される全対称Agモードが、何らかの対称性の破れによって赤外活性となり観測されたと推測した。一方で、1 eV付近に存在する電荷移動励起の吸収スペクトル形状をより詳細に議論をするために、光励起直後における過渡状態のスペクトル測定の波長域を拡張したところ、これまで発見されていなかった新しい吸収ピークの出現を観測することに成功した。2022年度後半は、こちらの吸収ピークの解析と、その解釈の為の量子化学計算及び簡単なモデル計算に費やした。この吸収ピークは定常状態のクラスターを基にした量子化学計算では出現しなかったものであり、光誘起状態特有のスペクトル構造で有る事が明らかとなった。現在のところこの吸収ピークは、上で述べたRaman活性モードを赤外活性化するような対称性の変化に起因するものと考えている。CT-MOFのような試料は、非常に構造的には安定な試料であり、単なる温度変化等では結晶構造の変化を伴うような相転移は起こらない為、上記のような対称性の変化を光励起で生み出す事が出来た事は特筆すべき事である。外場に容易に応答するCT-MOFが光励起下で実現出来た、と考えており、新たな光応答物質群の発見に相当する成果が得られたと言える。

Charge mobile metal organic constructs (CT - MOF) を determination as seaborne と し て, light excitation に よ る 1 dimensional magnet の generated eliminate の よ う な magnetic コ ン ト ロ ー ル を ultimate な target と し た light induced ダ イ ナ ミ ク ス の research group take り に む matter を this topic research topics の の policy と し て い る. Last year (2021) は objects, iron atoms と Cl2An molecular か ら into る CT - MOF に つ い て で molecular vibration in the field, at the beginning to test し な か っ た wound up state の unique element excitation light up の appear を 発 し, こ れ を by け て (2022) in the first half this year は, こ の new た な plain wound up の quantitative analytical を な try み た. Steady state の ス ペ ク ト ル を base に し た シ ミ ュ レ ー シ ョ ン と の is か ら, Raman scattered で 観 measuring さ れ る all say Ag seaborne モ ー ド が, ら か の said sex seaborne の broken れ に よ っ て red outside activity と な り 観 measuring さ れ た と speculation し た. で, 1 eV pay nearly に exist す る charge mobile wound up の suction 収 ス ペ ク ト ル shape を よ り detailed talk に を す る た め に, excitation light up straight after に お け る transition state の ス ペ ク ト ル determination の wavelength domain を company, zhang し た と こ ろ, こ れ ま で 発 see さ れ て い な か っ た new し い suction 収 ピ ー ク の appear を 観 measuring す る こ と に successful し た. After 2022 year half は, こ ち ら の suction 収 ピ ー ク の analytical と, そ の solution 釈 の is の quantum chemical calculation and び Jane 単 な モ デ ル computing に fee や し た. こ の suction 収 ピ ー ク は steady state の ク ラ ス タ ー を base に し た quantum chemical calculation で は appear し な か っ た も の で あ り, light induced state characteristic の ス ペ ク ト ル tectonic で る things が Ming ら か と な っ た. Now の と こ ろ こ の suction 収 ピ ー ク は, で above べ た Raman active モ ー ド を red outside activeness す る よ う な said sex seaborne の variations change に cause す る も の と exam え て い る. CT - MOF の よ う な sample は, very に tectonic に は settle な sample で あ り, 単 な る temperature variations change で は の crystallization structure - the を with う よ う planning な phase shift は up こ ら な い for, written の よ う な said sex seaborne の variations change を excitation light up で す happened to born み が out た matter は special pen す べ き matter で あ る. Outfield に easy に 応 answer す る CT - MOF が excitation light up under で be presently た, と exam え て お り, new た な light 応 a material group of の 発 see に quite す が る achievements have ら れ た と said え る.

项目成果

Picosecond dynamics in layered cobalt perovskites studied by time-resolved Raman spectroscopy

通过时间分辨拉曼光谱研究层状钴钙钛矿的皮秒动力学

• DOI: 10.5802/crphys.35
• 发表时间: 2021
• 期刊: Comptes Rendus. Physique
• 作者: Fukaya Ryo;Yamaya Nao;Ishikawa Tadahiko;Koshihara Shin-ya;Okimoto Yoichi;Onda Ken;Isayama Akira;Sasagawa Takao;Horigane Kazumasa
• 通讯作者: Horigane Kazumasa

Unexpected photoinduced dynamics in charge-transfer metal-organic frameworks, (NPr4)2[Fe2(Cl2An)3]

电荷转移金属有机框架中意想不到的光致动力学，(NPr4)2[Fe2(Cl2An)3]

• 发表时间: 2023
• 作者: T. Ishikawa;S. Banu;K. Takubo;Y. Okimoto;S. Koshihara;W. Kosaka;H. Miyasaka;T. Amano;Y. Kawakami;S. Iwai;K. Iwano
• 通讯作者: K. Iwano

電子強誘電体YbFe2O4薄膜の電場印加による分極反転

施加电场使电子铁电YbFe2O4薄膜极化反转

• 发表时间: 2023
• 作者: 島貫 周平;于 洪武;森田 敦也;田久保 耕;石川 忠彦;腰原 伸也;阪上 拓巳;野崎 真由;藤井 達生;池田 直;沖本 洋一
• 通讯作者: 沖本 洋一

非線形光学的手法からみた電子強誘電体LuFe2O4の分極反転

非线性光学方法视角下电子铁电LuFe2O4的偏振反转

• 发表时间: 2023
• 作者: 于 洪武;島貫 周平;田久保 耕;石川 忠彦;腰原 伸也;井上 直希;西田 銀一;深田 幸正;池田 直;沖本 洋一
• 通讯作者: 沖本 洋一

Ultrafast dynamics of the Electronic Ferroelectric Iron Oxide

电子铁电氧化铁的超快动力学

• 发表时间: 2021
• 作者: Y. Okimoto;H. Yu;Y. Fukada;R. Kiyomiya;N. Ikeda;H. Itoh;S. Iwai;T. Ishikawa;S. Koshihara
• 通讯作者: S. Koshihara