Does vibrational light-matter strong coupling give a impact on the dielectric property?

振动光-物质强耦合对介电性能有影响吗？

• 批准号: 20J00845
• 负责人: 櫛田 創
• 金额: $ 7.49万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J00845/
• 关键词: 光物質強結合; 振動強結合; ポラリトン; 誘電体; OKE分光法; インピーダンス法; 分子振動; 自己組織化; 電気化学トランジスタ

分子振動と光共振器が共鳴することでコヒーレントな光と物質の混成状態を形成することを振動光物質強結合(VSC)という。近年、そのエネルギー変化の小ささにも関わらず、VSC状態において化学反応や結晶化、超電導など多岐にわたる物性に大きな変化をもたらすことが報告されている。本研究では分子の誘電率などのパラメータに着目し、VSCが与える物理的影響の本質を明らかにすることを目的としている。 今年度も引き続き研究計画に基づき、フランス・ストラスブールで強結合(SC)についての研究をトーマス・エブソン教授の下で遂行した。フェムト秒レーザーを用いたポンププローブ法である光カー効果(OKE)分光のセットアップを立ち上げ、高周波における液体分子の回転緩和をVSC下で測定した。さらにはVSCほどの薄い膜圧(~10 um)程度でも高感度に分子の回転緩和を測定可能である共鳴カー効果法(ROKE)を開発し、その実験技術をThe Journal of Physical Chemistry Lettersに報告した。また、VSCのみならず液体での励起子強結合の系にもROKEを適応し、非共振器下での挙動と異なる挙動を確認した。 ROKEは高濃度溶液になるほど緩和時間が短くなる。これはエネルギー移動によって励起子の異方性緩和が早まることに起因していると考えられる。液体強結合系では強結合下でエネルギー移動が高速で起き、結果として通常時よりも早い緩和が観測された。

Molecular vibrations と optical resonator が resonance す る こ と で コ ヒ ー レ ン ト な light と matter の composite state を form す る こ と を vibration (VSC) light material strong combination と い う. In recent years, そ の エ ネ ル ギ ー - the small の さ さ に も masato わ ら ず, VSC に お い て chemical anti 応 や crystallization, super conductive な ど many gaps に わ た る property に big き な variations change を も た ら す こ と が report さ れ て い る. This study で は molecular の induced electricity rate な ど の パ ラ メ ー タ に mesh し, VSC が and え る the influence of the physical nature of の を Ming ら か に す る こ と を purpose と し て い る. Lead our も き 続 き research projects に base づ き, フ ラ ン ス · ス ト ラ ス ブ ー ル で strong combination (SC) に つ い て の research を ト ー マ ス · エ ブ ソ ン で carries out under professor の し た. フ ェ ム ト seconds レ ー ザ ー を with い た ポ ン プ プ ロ ー ブ method で あ る light カ ー unseen fruit (OKE) spectral の セ ッ ト ア ッ プ を made ち げ, high frequency に お け る liquid molecular の planning ease back を で determination under the VSC し た. さ ら に は VSC ほ ど の い thin film 圧 (~ 10 um) degree で も Gao Gan degrees に molecular の back planning may ease を determination で あ る resonance カ ー unseen fruit method (ROKE) を open 発 し, そ の be 験 technology を The Journal of Physical Chemistry Letters に report し た. ま た, VSC の み な ら ず liquid で の excitation screwdriver strong combination の is に も ROKE を optimum 応 し, not under the resonator で の 挙 dynamic と different な る 挙 dynamic を confirm し た. The ROKE high-concentration solution になるほ <s:1> has a short softening time が くなる. こ れ は エ ネ ル ギ ー mobile に よ っ て excitation screwdriver の square difference moderate が early ま る こ と に cause し て い る と exam え ら れ る. Liquid strong combination is で は で under combined with strong エ ネ ル ギ ー high-speed mobile が で き, results と し て usually when よ り も い early moderate が 観 measuring さ れ た.

项目成果

Fast Response Organic Supramolecular Transistors Utilizing In-situ π-ion Gels

利用原位 π 离子凝胶的快速响应有机超分子晶体管

• DOI: 10.1002/adma.202006061
• 发表时间: 2021
• 期刊: Adv. Mater.
• 作者: Soh Kushida;Emanuel Smarsly;Irene Wacker;Yohei Yamamoto;Rasmus R. Schroder;Uwe H. F. Bunz
• 通讯作者: Uwe H. F. Bunz

ハイデルベルグ大学(ドイツ)

海德堡大学（德国）

Ultrafast Dynamics of Solute Molecules Probed by Resonant Optical Kerr Effect Spectroscopy

共振光学克尔效应光谱探测溶质分子的超快动力学

• DOI: 10.1021/acs.jpclett.2c02461
• 发表时间: 2022
• 期刊: J. Phys. Chem. Lett.
• 影响因子: 4.4
• 作者: Soh Kushida;Kuidong Wang;Cyriaque Genet;Thomas W. Ebbesen
• 通讯作者: Thomas W. Ebbesen

Supramolecular Assembly of Conjugated Polymers under Vibrational Strong Coupling

振动强耦合下共轭聚合物的超分子组装

• DOI: 10.1002/ange.202105840
• 发表时间: 2021
• 期刊: Angewandte Chemie
• 作者: Joseph Kripa;Kushida Soh;Smarsly Emanuel;Ihiawakrim Dris;Thomas Anoop;Paravicini‐Bagliani Gian Lorenzo;Nagarajan Kalaivanan;Vergauwe Robrecht;Devaux Eloise;Ersen Ovidiu;Bunz Uwe H. F.;Ebbesen Thomas W.
• 通讯作者: Ebbesen Thomas W.

Light-Emitting Electrochemical Cells Based on Conjugated Ion Gels

基于共轭离子凝胶的发光电化学电池

• DOI: 10.1021/acsami.0c11951
• 发表时间: 2020
• 期刊: ACS Applied Materials & Interfaces
• 影响因子: 9.5
• 作者: Kushida Soh;Kebrich Sebastian;Smarsly Emanuel;Strunk Karl-Philipp;Melzer Christian;Bunz Uwe H. F.
• 通讯作者: Bunz Uwe H. F.