高励起状態からの光化学および分子運動ダイナミックスのニアフィールド単一分子分光

高激发态光化学和分子运动动力学的近场单分子光谱

• 批准号: 09241208
• 负责人: 堀江 一之
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09241208/
• 关键词: 近接場光学; 単一分子分光; 光化学過程; 亜鉛ポルフィリン誘導体; 高励起状態からの電子移動; ポリケイヒ酸ビニル; 光二量化反応; 屈折率変化

近接場光学顕微鏡(NSOM)を用いて少数分子の光化学過程を追跡するには、測定光が反応を起こさない工夫が必要である。本研究では、少数分子光化学の追跡に適した試料を以下のように探索し、見いだした。(1)分解性の電子受容体であるクロロホルムと共にPMMAフィルム中にドープされた亜鉛ポルフィリン誘導体(ZnTTBP)の、S_<0->S_2吸収帯(ソ-レ帯)を励起したときとS_<0‐>S_1吸収帯(Qバンド)を励起した場合とで、電子移動の量子収率を比較した。試料は、PMMA中に色素・電子受容体を分散し、表面にPVA薄膜をスピンコートして作成した。442nm(He-Cdレーザー)でS_<0->S_2吸収帯を励起した場合、633nm(He-Cdレーザー)照射(S_<0->S_1吸収帯を励起)のときに比べて10倍以上高い量子収率を示した。ZnTTBPは、赤色の蛍光を発し、蛍光観察が可能である。今後、さらに反応量子収率の波長依存性の大きな材料系を探索すると共に、これらの試料に対して反応前後におけるNSOM像を観察する予定である。(2)ポリケイヒ酸ビニル(PVCm)の光二量化反応(左下図)における反応前後の屈折率変化をm-line法により種々の波長で測定し、NSOM観察に利用できる可能性を検討した。543nmで最大0.0463(2.8%)の屈折率変化が得られた。共鳴領域に近い442nmではさらに大きな屈折率変化が予想される。今後、良好なS/N比でNSOM像を得ることにより、非共鳴領域での屈折率変化により光化学反応の観測を試みる予定である。

Near-field optical micromirrors (NSOM) are necessary to track photochemical processes in small molecules and to measure optical reflection. In this study, the trace of photochemistry of minority molecules was investigated. (1)The quantum yield of electron movement in the electron acceptor (ZnTTBP) and the <0->S_2 absorption band (Q_1 absorption band) is compared. The sample was prepared by dispersing the pigment and electron acceptor in PMMA, and then preparing the PVA thin film. When S_ S_2 absorption band is excited at 442nm(He-Cd ~+)<0->, the quantum yield is more than 10 times higher than that of S_ S_1 absorption band excited at 633nm(He-Cd ~+<0->). ZTTBP, red light, red light, red light In the future, the wavelength dependence of the reflection quantum efficiency of a large number of material systems will be explored. (2)The optical binary quantization of PVCm (bottom left) is discussed in terms of the possibility of wavelength measurement and NSOM detection before and after the refractive index change. 543nm maximum 0.0463(2.8%) and refractive index variation. The resonance field is near 442nm, and the refractive index is changed. In the future, good S/N ratio, NSOM image acquisition, non-resonance field, refractive index change, photochemical reaction test, predetermined measurement

项目成果

K.Kinoshita, K.Horie, S.Morino, T.Nishikubo: "Large Photpinduced Refractive Index Changes of a Polymer Containing Photochromic Norbornadiene Groups" Appl.Phys.Lett. 70. 2940-2942 (1997)

K.Kinoshita、K.Horie、S.Morino、T.Nishikubo：“含有光致变色降冰片二烯基团的聚合物的大光致折射率变化”Appl.Phys.Lett。

S.Murase, K.Kinoshita, K.Horie, S.Morino: "Photo-optical Control with Large Refractive Index Changes by Photodimerization of Poly(vinyl cinnamate)Film" Macromolecules. 30. 8088-8090 (1997)

S.Murase、K.Kinoshita、K.Horie、S.Morino：“通过聚（肉桂酸乙烯酯）薄膜的光二聚化实现大折射率变化的光光控制”大分子。

S.Morino, K.Horie: "Photoinduced Refractive Index Changes of Polymer Films Including Photpchromic Dyes and Evaluation of the Minimal Switchine Energy" Photonics and Optoelectronic Polymers. 672. 260-279 (1997)

S.Morino、K.Horie：“包括光致变色染料的聚合物薄膜的光致折射率变化和最小开关能量的评估”光子学和光电聚合物。