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Quantum control of optically driven molecular motor

光驱动分子马达的量子控制

基本信息

批准号：
15550002
负责人：
FUJIMURA Yuichi
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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

项目摘要

The main issues of this research project are to establish a theory of laser-induced molecular motors, and propose scenarios of their unidirectional motions. Our research works were concerned with two subjects : one was to propose a scheme of molecular motors driven in femtosecond time regime, and the other is to propose motors with rotational motions as quickly as possible. For the purpose of the first subject, a femotosecond pump-dump pulse excitation method was applied to a chiral molecular motor. That is, a rotational wave packet is created in an electronic excited state by a pumping pulse. The rotational wave packet is transferred to the ground state. We have shown by simulations that the unidirectional motion is determined by -analyzing time-resolved ionization spectra of motors. For the purpose of the other subject, a cis-trans isomerization of a molecule was considered as a model system. A unidirectional rotational motion with angular quantum number of 〜 100 in unit of Planck constant was created by an IR-UV sequential excitation. The quantum number is one-order high compared with that reported so far. It is also shown that unidirectional rotational motions of a chiral molecular motor are controlled by using laser pulses whose pulse shapes are designed by a quantum control method.

本研究项目的主要内容是建立激光诱导分子马达的理论，并提出其单向运动的场景。我们的研究工作涉及两个主题：一是提出一种飞秒驱动的分子马达方案，二是尽快提出具有旋转运动的马达。对于第一个主题，将飞秒泵浦-倾倒脉冲激励方法应用于手性分子马达。也就是说，通过泵浦脉冲在电子激发状态下产生旋转波包。旋转波包被转移到基态。我们通过模拟表明，单向运动是通过分析电机的时间分辨电离光谱来确定的。对于另一个主题，分子的顺反异构化被认为是一个模型系统。利用红外-紫外光序列激发产生了以普朗克常数为单位的角量子数~100的单向转动。与目前报道的量子数相比，量子数高了一个数量级。研究还表明，利用量子控制方法设计脉冲形状的激光脉冲可以控制手性分子马达的单向旋转运动。

项目成果

期刊论文数量（36）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

K.Hoki: "Chiral molecular motors ignited by fem to second pumpu-dump laser pulses"J.Chem.Phys.B. (印刷中).

K.Hoki：“由 fem 激发第二泵浦转储激光脉冲的手性分子马达”J.Chem.Phys.B（出版中）。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Y.Fujimura, L.Gonzalez, D.Kroner, J.Manz, I.Mehdaoui, B.Schmidt: "Quantum ignition of intramolecular rotation by means of IR + UV laser pulses."Chem.Phys.Lett.. 386・4. 248-253 (2004)

Y.Fujimura、L.Gonzalez、D.Kroner、J.Manz、I.Mehdaoui、B.Schmidt：“通过 IR + UV 激光脉冲进行分子内旋转的量子点火。”Chem.Phys.Lett.. 386・4 .248-253 (2004)

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Chiral molecular motors ignited by femtosecond pump-dump laser pulses

飞秒泵浦转储激光脉冲点燃手性分子马达

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
J.Phys.Chem.B 108
影响因子：
0
作者：
K.Hoki;et al.
通讯作者：
et al.

Quantum control of unidirectional rotations of a chiral molecular motor

手性分子马达单向旋转的量子控制

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Phys.Chem.Chem.Phys. (印刷中)
影响因子：
0
作者：
M.Yamaki et al.
通讯作者：
M.Yamaki et al.

Quantum ignition of intramolecular rotation by means of IR+UV laser pulses

通过红外紫外激光脉冲进行分子内旋转的量子点火

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Chemical Physics Letters 386
影响因子：
0
作者：
R.Sahnoun;S.Koseki;Y.Fujimura;T.Kato;J.Ohkubo;H.Kono;Y.Ohtsuki;K.Hoki;Y.Fujimura
通讯作者：
Y.Fujimura