過渡分子種を超高感度・超高速で検出する分光法の開拓

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本研究課題では，令和3年度までにフェムト秒光源を利用して安定性に優れた新たな方式のピコ秒時間分解ラマン分光計を開発し，フーリエ変換限界に近いプローブ光において二乗平均平方根0.8％の出力安定性を達成することができた．このピコ秒時間分解ラマン分光計を用いて金および銀のナノ粒子近傍におけるターチオフェン分子の振動緩和過程を観測し，最低励起1重項状態に電子励起されたターチオフェン分子と金属ナノ粒子との間に3ピコ秒以内での高速な振動エネルギー移動が起こること，およびこの振動エネルギー移動がチオフェン環のC-S伸縮振動に帰属される振動モードにおいてのみ進行すること，を見出した．この実験結果は，金属ナノ粒子によるモード選択的な振動位相緩和の加速やチオフェン環間のねじれ構造の緩和を示唆しており，分子内および分子間の振動カップリングによるエネルギー伝達モデルの提案につながる重要な意味を持っている．令和4年度は，これらの研究の結果を国際会議で発表して世界に発信するとともに，国外の研究者とこの問題について詳細に議論して考察を深める予定であった．令和４年8月には，ラマン分光学を主題とする大規模な国際会議であり，研究代表者がその国際運営委員に選挙で選ばれている第27回国際ラマン分光学会議が米国で対面開催された．この会議は，予想される参加者の水準から考えても本研究課題での成果を発信するとともにその内容について議論するために最適な場と予想された．しかし，学会開催の時点では，わが国において帰国便搭乗前のコロナ検査で陽性になると帰国が許されないという入国管理が実施されており，帰国できなくなるリスクを考慮して参加を取りやめるに至った．10月にはギリシアで開催された第17回科学および工学における計算手法に関する国際会議で招待講演を行ったが，研究代表者は対面参加せずにオンライン講演を行った．