超高速時間分解電場変調分光法の開発と電荷移動反応への応用

超快时间分辨电场调制光谱的发展及其在电荷转移反应中的应用

• 批准号: 15655001
• 负责人: 中林 孝和
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15655001/
• 关键词: フェムト秒; アップコンバージョン; 電場効果; 電子移動反応; 電場変調; 超高速現象; 光励起ダイナミックス; 時間分解蛍光分光; フェムト秒時間分解蛍光分光法; 外部電場効果

本研究は、超高速現象の外部電場効果を測定するフェムト秒時間分解電場変調分光法を開発することを目的とする。本年度は、昨年度製作したアップコンバージョン法によるフェムト秒時間分解蛍光分光システムに電場変調ユニットを取り入れることにより、時間分解電場蛍光分光システムの開発を行った。時間分解蛍光システムは、波長740-960nm、パルス幅約100fsのフェムト秒チタンサフアィアレーザーを用いて作成し、2倍波または3倍波をポンプ光として試料を励起する。基本波の一部はアップコンバージョン用のプローブ光とし、可変の光学遅延を通す。光学遅延は自動ステージを用い、最小で0.7fsのステップで自動掃引が行えるように改良した。電場変調測定は、電場のオン・オフによる強度差方式を用いた。遅延時間を固定した状態において、DC電場の繰り返しでオン・オフを行う。オンとオフの強度差をある一定時間積算して次の遅延時間に移動し、時間分解蛍光強度の電場効果成分を得る。電圧発生には既存の電圧発生器と増幅器を用い、GP-IBにて制御する。自動ステージと電圧発生器との同期をとり、VISUAL BASICを用いて自動測定が行える制御プログラムを作成した。試料として色素がドープされた高分子を用いた。ITO基板上に高分子を作成し、その上に半透明アルミニウムを蒸着し、ITOとアルミニウム間に外部電場を印加した。現在、蛍光減衰の電場効果の測定を行っている。ポンプ光の照射による高分子試料の劣化が問題となり、軸外し放物面鏡による蛍光補集効率の向上、クライオスタットによる低温測定を検討している。また時間分解能を向上させるために、プリズムペアによるパルス幅の先鋭化およびレンズをすべて凹面鏡に変更することによって、パルス幅の拡がりを抑えることを行っている。

This study は, ultra-high speed phenomenon unseen fruit を の external electric field measurement す る フ ェ ム ト seconds time breakdown electric field - adjustable spectrometry を open 発 す る こ と を purpose と す る. は this year, yesterday's annual production し た ア ッ プ コ ン バ ー ジ ョ ン method に よ る フ ェ ム ト seconds time decomposition 蛍 light spectral シ ス テ ム に electric field - adjustable ユ ニ ッ ト を take り れ る こ と に よ り, 蛍 time breakdown electric field optical spectral シ ス テ ム の open 発 を line っ た. Time decomposition 蛍 light シ ス テ ム は, 740-960 - nm wavelength, パ ル ス about 100 fs の フ ェ ム ト seconds チ タ ン サ フ ア ィ ア レ ー ザ ー を with い て make し, double wave ま た は 3 times wave を ポ ン プ light と し て sample を wound up す る. Basic wave の a は ア ッ プ コ ン バ ー ジ ョ ン with の プ ロ ー ブ light と し, but - の optical 遅 delay を す. Optical 遅 delay <s:1> automatic ステ ジを ジを ジを is improved by 遅, minimum で0.7fs <s:1> ステップで automatic scanning が rows えるように. The method for determining the intensity difference of を and <s:1> <e:1> · フによる フによる in the electric field due to electric field variation is を using た た. During the 遅 delay, を fixes the <s:1> た state にお にお て て, and the DC electric field cooperates and returns to <s:1> で <e:1> <s:1> · フを フを line う. オ ン と オ フ の intensity difference を あ る time integrating し て times の 遅 delay between に mobile し, time breakdown 蛍 light intensity の electric field working fruit ingredient を る. The current voltage generator に に the existing voltage generator と the amplitude increaser を is made by に and GP-IBにて to control する. Automatic ス テ ー ジ と electric 圧 発 raw device と の period を と り, VISUAL BASIC を い て line automatic determination of が え る suppression プ ロ グ ラ ム を made し た. Sample: と て pigment: がド プされた polymer: を use と た. ITO substrate に polymer を し, consummate そ の に on translucent ア ル ミ ニ ウ ム を steamed し, ITO と ア ル ミ ニ ウ ム を に external electric field between the Inca し た. Now, the results of the <s:1> electric field effect of 蛍 light attenuation are determined by を and って る る. ポ ン プ の sunlight に よ る polymer sample の degradation が problem と な り, off-axis し put mask に よ る 蛍 light complement の upward working rate, ク ラ イ オ ス タ ッ ト に よ る low temperature measurement を beg し 検 て い る. ま た time can decompose を upward さ せ る た め に, プ リ ズ ム ペ ア に よ る パ ル ス の picture first sharpen お よ び レ ン ズ を す べ て concave mirrors に - more す る こ と に よ っ て, パ ル ス の picture company, が り を え suppression る こ と を line っ て い る.

项目成果

Md.Wahadoszamen: "Electric field effects on photoisomerization process of diphenylpolyenes doped in a polymer film as revealed by a field-induced change in fluorescence spectrum"Chemical Physics Letters. 387・1-3. 124-129 (2004)

Md.Wahadoszamen：“电场对聚合物薄膜中掺杂的二苯基多烯的光异构化过程的影响，通过场诱导的荧光光谱变化来揭示”，《化学物理快报》387・1-129（2004）。

A relation between external electric field effect on photoluminescence and generation efficiency of electroluminescence : methylene-linked compounds of pyrene doped in a polymer film

外电场对光致发光的影响与电致发光产生效率的关系：聚合物薄膜中掺杂芘的亚甲基连接化合物

• 发表时间: 2004
• 期刊: Proc.EL Con.
• 作者: N.Ohta;T.Nakabayashi;T.Iimori;T.Yoshizawa;T.Morikawa
• 通讯作者: T.Morikawa

Direct Measurements of the Electric-Field-Induced Change in Fluorescence Decay Profile of Pyrene Doped in a Polymer Film

直接测量聚合物薄膜中掺杂芘的电场引起的荧光衰减曲线变化

• 发表时间: 2004
• 期刊: Chem. Phys. Lett. 395
• 作者: T.Nakabayashi;T.Morikawa;N.Ohta
• 通讯作者: N.Ohta

Remarkable Temperature Dependence of Electric Field-Induced Change in Fluorescence Spectra of Pyrene Doped in a Polymer Matrix

聚合物基质中掺杂芘的荧光光谱中电场引起的变化具有显着的温度依赖性

• 发表时间: 2005
• 期刊: Chemical Physics Letters 402・1-3
• 作者: Toshifumi Iimori

External Electric Field Effects on Absorption,Fluorescence and Phosphorescence Spectra of 4-(Dimethylamino) Benzonitrile in a Polymer Film

外电场对聚合物薄膜中4-(二甲氨基)苯甲腈吸收、荧光和磷光光谱的影响

• 发表时间: 2004
• 期刊: J.Phys.Chem.B 108
• 作者: T.Yoshizawa;Y.Iwaki;N.Osaka;K.A.Zechariasse;T.Nakabayashi;N.Ohta
• 通讯作者: N.Ohta