光化学反応初期過程およびその外部磁場効果

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励起一重項状態と励起三重項状態間で強いスピン軌道相互作用があり実際の固有状態がこれらの混合状態として記述できる分子系においては、蛍光は二つの指数関数が和からなる減衰曲線を示し、強度および減衰曲線のプロファイルいづれも顕著な外部磁場効果を示すことを明かにしてきた。本年度はさらに、これら気相分子蛍光の偏光特性がどのような外部磁場効果を示すのか、特に速い成分と遅い成分それぞれがどのような偏光の磁場効果を示すかをピリミジンを対象とし、磁場の強さを0から10テスラまで変化させることにより調べた。その結果、速い成分も遅い成分いづれの偏光も顕著な磁場効果を示すこと、特に数十ナノ秒の寿命を持つ遅い成分は0.1テスラまでにほぼ偏光が解消されその後は磁場の強さを大きくしても変化しないことが明かになった。一方数ナノ秒の寿命を持つ速い成分の偏光解消はもっと大きな磁場で起こり約4テスラを要することが明らかとなった。しかも速い成分だけは、4テスラ以上でさらに磁場を強くしていくと励起された偏光の方向とは逆方向の偏光を示すようになることが明かとなった。この理由についてはまだ明かではなく現在検討中である。これらの気相分子に関する研究と並行してLB単分子膜中に取り込まれた分子あるいは高分子薄膜中に取り込まれた分子の発光特性の磁場効果およびそれらの電場効果との相乗効果を調べて来た。特にシアニン系色素とビオローゲンの系あるいはカルバゾールとメチルテレフタレートの系など光誘起電子移動を起こすあるいはラジカルイオン対を形成する系に対してこれらの実験を現在進行中である。