種々の媒質中の局在中心の光スペクトルにおけるフォノンサイドバンドの研究

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サイト選択蛍光の解析から、非晶質中の単一サイトにある色素分子の光スペクトル、ならびにサイトエネルギー分布を決める方法を開発した。さらに、そのフォノンサイドバンドの形状から、電子格子相互作用で重み付けされた振動モードの状態密度スペクトル(以下WDOSと略記)を求めることに成功し、これを使ってレーザー誘起蛍光スペクトルの温度変化が再現されることを確かめた。これは、この方法の正しさを実証する結果である。次に、色素を含むいくつかのポリマーやゾルゲルガラス、ならびに色素蛋白質に対してこの方法を適用し、それぞれについてWDOSを求めた。励起レーザー光照射に対してホールバーニング効果が顕著な試料においても、励起レーザー光の波長を掃引し、蛍光を高分解能、固定波長で測定する方法を導入することにより、単一サイトの光スペクトルを求めることができた。同じ色素をいくつかのポリマーに添加した場合、WDOSのピークエネルギーはポリマーによって異なるが、ピークエネルギーで規格化した場合には、スペクトルはどれもほぼ重なることが知られた。また、このように決めたWDOSは、中性子散乱の実験から求められた振動モードの状態密度スペクトルとも簡単な関係にあることがわかった。さらに、母体となるポリマーのラマンスペクトルとの比較から、ピークエネルギーより高振動数領域でWDOSはラマンスペクトルを振動数の二乗で割ったものに相当することがわかった。これらの結果を、非晶質特有の低振動数モードという観点から、フラクトン描像をまじえて議論した。なお、Eu^<3+>やSm^<2+>イオンを含むガラスについて、そのフォノンサイドバンドが現われるメカニズムを研究し、それがイオンと分子振動の間の静電的な相互作用に基づく協同遷移として理解できること、ならびにイオンのまわりの結晶場によるJ混合効果が重要であることも明らかにした。