Spatially Resolved Coherent Control of Exciton Diffusion Using Multiple Ultrashort Pulses

使用多个超短脉冲对激子扩散进行空间分辨相干控制

• 批准号: 21H01888
• 负责人: 五月女 光
• 金额: $ 11.4万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01888/
• 关键词: 励起子; 時間分解分光; 太陽電池; 有機EL; 顕微分光; 時間分解顕微分光; コヒーレント制御; 超分子ポリマー; 光メカニカル結晶; 顕微過渡吸収分光; 顕微過渡吸収測定; 超短光パルス

太陽電池や発光材料などの光エレクトロニクス材料における励起子の伝播過程の時空間制御を目的として、2022年度は超分子ポリマーや光メカニカル結晶などの分子集合体中の励起子拡散ダイナミクスの可視化に取り組んだ。ジケトピロロピロールを発色団とする超分子ポリマーの系では、フェムト秒超短光パルスの照射によりコヒーレント振動が誘起されることを発見し、モノマー状態の時間分解測定や分子動力学シミュレーションの結果との比較から、当該振動モードが超分子構造に特異な分子間振動に由来することを明らかにした。特筆すべきは、このコヒーレント振動は、励起状態吸収の遷移エネルギーが変調されるFranck-Condon型ではなく、吸収強度が変調されるHertzberg-Teller型である点である。この結果はCondon近似が破れていることを意味しており、個々の分子の相対位置や配向を変調する分子間振動が、分子集合体の電子構造に強く影響を及ぼしていることを示している。さらに、光エネルギーを直接的に力学的エネルギーに変換可能な光メカニカル結晶の系では、光照射により生成した励起子を起点として結晶中で進行する光重合反応の研究にも取り組んだ。前年度に構築した顕微分光装置を用いて、この光重合反応の進行を観察したところ、結晶の端から中央に向かって反応が伝播していく様子が観測された。これは、結晶の端や反応物と生成物の界面において特異的に反応量子収率が増大していることを示している。一般に結晶中では分子は整然と配列しており均一な環境に置かれているが、結晶表面はもとより動的に変化していく光応答性結晶では光反応性に関連した不均一分布が生じ、こうした不均一性が分子集合体中の光、励起子、さらには化学反応の伝播を左右する重要因子であることを見出した。

Solar cell や 発 light material な ど の light エ レ ク ト ロ ニ ク ス material に お け る excitation screwdriver の 伝 seeding process spatial suppression の を purpose と し て, 2022 annual は supramolecular ポ リ マ ー や light メ カ ニ カ ル crystallization な ど の の excitation screwdriver in molecular assembly company, scattered ダ イ ナ ミ ク ス の visualization に group take り ん だ. ジ ケ ト ピ ロ ロ ピ ロ ー ル を 発 color 団 と す る supramolecular ポ リ マ ー の is で は, フ ェ ム ト seconds ultrashort light パ ル ス の irradiation に よ り コ ヒ ー レ ン ト が vibration induced さ れ る こ と を 発 し, モ ノ マ ー state の time determination of decomposition や molecular dynamics シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の results と の is か ら, when the vibration モ ー ド が に specific supramolecular structure Youdaoplaceholder0 intermolecular vibration に origin する する とを Ming ら に に た た. Special pen す べ き は, こ の コ ヒ ー レ ン ト vibration は, wound up state 収 の migration エ ネ ル ギ ー が - adjustable さ れ る Franck - Condon で は な く, suck 収 strength が - adjustable さ れ る Hertzberg - Teller で あ る point で あ る. こ の results は Condon approximation が broken れ て い る こ と を mean し て お り, a 々 の molecular や の facies dominated position match to を - adjustable す る intermolecular vibrations が, molecular assembly の electronic structure strong に く influence を and ぼ し て い る こ と を shown し て い る. さ ら に, light エ ネ ル ギ ー を direct に mechanics エ ネ ル ギ ー に - can change な メ カ ニ カ ル crystallization の is で は, light に よ り generated し た excitation screwdriver を starting point と し て で in crystallization す る light overlap reverse 応 の research に も group take り ん だ. Annual に before constructing し た 顕 を differential optical device with い て, こ の light overlap reverse 応 の for を 観 examine し た と こ ろ, crystallization の か ら central に to か っ て anti 応 が 伝 sowing し て い く others child が 観 measuring さ れ た. こ れ は, crystallization の end や anti 応 と products の interface に お い て specific に anti 応 quantum が 収 rate raised large し て い る こ と を shown し て い る. General に crystallization で は molecular は whole however と match column し て お り uniform な environment に buy か れ て い る が, crystal surface は も と よ り moving に variations change し て い く light 応 a sexual crystallization で は light anti 応 sex に masato even し た heterogeneity distribution が じ, こ う し た heterogeneity sex が の in light, excitation screwdriver, molecular assembly さ ら に は chemical anti 応 の 伝 about sowing を す る important factor Youdaoplaceholder0 とを see た.

项目成果

Photocyclization Reaction Dynamics of Inverse Diarylethenes

反二芳基乙烯的光环化反应动力学

• 发表时间: 2022
• 作者: Hikaru Sotome;Daichi Kitagawa;Shota Hamatani;Seiya Kobatake;Hiroshi Miyasaka
• 通讯作者: Hiroshi Miyasaka

フェムト秒誘導ラマン分光によるシクロパラフェニレンの励起状態における構造変形ダイナミクスの解明

通过飞秒受激拉曼光谱阐明环对苯撑激发态的结构变形动力学

• 发表时间: 2021
• 作者: 森田 悠介;五月女 光;宮坂 博
• 通讯作者: 宮坂 博

1,2,3‐Tri(9‐anthryl)benzene: Photophysical Properties and Solid‐State Intermolecular Interactions of Radially Arranged, Congested Aromatic π‐Planes**

1,2,3-三(9-蒽基)苯：径向排列、稠密芳香π平面的光物理性质和固态分子间相互作用**

• DOI: 10.1002/chem.202104245
• 发表时间: 2022
• 期刊: Chemistry - A European Journal
• 作者: Nishiuchi Tomohiko;Sotome Hikaru;Shimizu Kazuto;Miyasaka Hiroshi;Kubo Takashi
• 通讯作者: Kubo Takashi

共役分子固体の単一ナノ粒子発光特性：置換基およびサイズ依存性

共轭分子固体的单纳米粒子发射特性：取代基和尺寸依赖性

• 发表时间: 2022
• 作者: 射手矢 つきみ;蔭山 浩崇;伊都 将司;五月女 光;宮坂 博
• 通讯作者: 宮坂 博

オキシムエステル光重合開始剤の反応ダイナミクスと特性評価

肟酯光引发剂的反应动力学及表征

• 发表时间: 2022
• 作者: 鮫島 かおり;五月女 光;宮坂 博
• 通讯作者: 宮坂 博