超高速不可逆光誘起現象の可視化技術の創出と励起状態を介した物性・物質制御

创建超快不可逆光诱导现象的可视化技术，并通过激发态控制物理特性和材料

• 批准号: 19019006
• 负责人: 武田 淳
• 金额: $ 5.5万
• 依托单位: Yokohama National University
• 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: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19019006/
• 关键词: 可視化; イメージング; デンドリマー; 光誘起磁気相転移; 2光子吸收; 有機ラジカル; フェムト秒; 2光子吸収

物質の機能や構造を予言する高度なシミュレーション技術の開発や光励起プロセスを介した物性・物質の制御の研究の進展には、理論の構築や物質探索に加えて、超短時間(フェムト秒〜ピコ秒)で時々刻々と変化する物質の構造や機能を実時間で瞬時に可視化する手立てを構築することが必要不可欠である。本研究では、1ショットで超高速不可逆光誘起現象の時間・スペクトル特性がマッピングできる究極の「可視化技術」の創出を目指す。また、1)光捕集性ナノスターデンドリマー、2)強相関有機ラジカルTITA結晶にこの可視化技術を適用し、超高速エネルギー伝達や光誘起反磁性・常磁性相転移の動的過程を明らかにする。不可逆光誘起現象の時間・スペクトル特性を一度にマッピングする「可視化技術」として、エシェロン光学素子を用いたイメージング分光法を開発した。ダイアモンドバイトによりニッケルをミクロンオーダーで精密加工し、反射型エシェロン光学素子を試作した。これを第2高調波発生自己相関法に組み込み、フェムト秒レーザーから出射されるフーリエ限界パルスの時間・スペクトル特性の測定を行い、35fs/pixelの時間分解能でフーリエ限界パルスの時間・スペクトル2次元イメージの実時間計測に成功した。一方、第一世代のイメージング分光技術を駆使することにより、アンテナ分子の長さ・個数が異なるπ共役ナノスターデンドリマーにおいて、エネルギー伝達効率の時間・周波数実時間イメージング計測を行った。アンテナ分子を選択励起することにより、まずは励起状態のバンドの底付近までねじれ振動による緩和が生じ、次にコア部分との励起状態の波動関数の重なりにより1ピコ秒以下の超高速でエネルギー伝達が起こることがわかった。強相関有機ラジカルTTTA結晶においては、反磁性相の自己束縛励起子発光強度の減少と常磁性相への相転移割合には高い相関があることを見出した。

Material の function や tectonic を to say す る highly な シ ミ ュ レ ー シ ョ ン technology の open 発 や excitation light up プ ロ セ ス を interface し た property, material の suppression research progress の の に は, theory の build や material to explore に え て, super short time (フ ェ ム ト seconds ~ ピ コ seconds) when で 々 carved 々 と variations change す る material の tectonic や function を be time で instantaneous に visualization す る hand It is necessary not to lack である to establish てを, construct する, とが. This study で は, 1 シ ョ ッ ト で ultra-high speed not backlight induced phenomena の time · ス ペ ク ト ル features が マ ッ ピ ン グ で き る ultimate の の makes を "visualization" refers す. ま た, 1) optical trap ナ ノ ス タ ー デ ン ド リ マ ー masato, 2) phase organic ラ ジ カ ル TITA crystallization に こ を applicable し の visualization technology, ultra-high speed エ ネ ル ギ ー 伝 da や light induced diamagnetism, often magnetic phase planning process of の move を Ming ら か に す る. Not backlight induced phenomena の time · ス ペ ク ト ル features を once に マ ッ ピ ン グ す る "visualization" と し て, エ シ ェ ロ ン optical element child を with い た イ メ ー ジ ン グ spectrometry を open 発 し た. ダ イ ア モ ン ド バ イ ト に よ り ニ ッ ケ ル を ミ ク ロ ン オ ー ダ ー で precision machining し, reflective エ シ ェ ロ ン を try son optical element し た. こ れ を high-profile wave 発 gave birth to their second phase masato method に group み 込 み, フ ェ ム ト seconds レ ー ザ ー か ら emergent さ れ る フ ー リ エ limit パ ル ス の time · ス ペ ク ト ル の determined を い, 35 fs/pixel の time can decompose で フ ー リ エ limit パ ル ス の time · ス ペ ク ト ル 2 dimensional イ メ ー ジ の be time measuring に successful し た. One party, the first generation の イ メ ー ジ ン グ spectroscopic technology を 駆 make す る こ と に よ り, ア ン テ ナ molecular number が の long さ · vision な る ナ PI total service ノ ス タ ー デ ン ド リ マ ー に お い て, エ ネ ル ギ ー 伝 of unseen rate の time, cycle number be イ メ ー ジ ン グ measuring line を っ た. ア ン テ ナ molecular を sentaku wound up す る こ と に よ り, ま ず は excitation state の バ ン ド の bottom paying nearly ま で ね じ れ vibration に よ る ease が じ, time に コ ア part と の excitation state の wave number of masato の weight な り に よ り 1 ピ コ sub-second の ultra-high-speed で エ ネ ル ギ ー 伝 da が up こ る こ と が わ か っ た. Strong phase masato organic ラ ジ カ ル TTTA crystallization に お い て は, diamagnetism の himself bound excitation screwdriver 発 light intensity の reduce と often magnetic phase へ の phase planning to move to cut us に は high い phase masato が あ る こ と を shows し た.

项目成果

Rapid Energy Transfer and its Temperature Dependence in π-Conjugated Dendrimers

π-共轭树枝状聚合物中的快速能量转移及其温度依赖性

• 发表时间: 2009
• 期刊: Phys. Status Solidi (c) 6
• 作者: T. Matsushima M. Takamori;Y. Miyashita;Y. Honma;T. Tanaka;H. Aihara;and H. Murata;Y.Baba;I. Akai
• 通讯作者: I. Akai

Highly Efficient Photoinduced Phase Transitions in an Organic Radical Crystal via Two-Photon Absorotion Process

通过双光子吸收过程在有机自由基晶体中实现高效光致相变

• 发表时间: 2009
• 期刊: Phys, Rev. B 79
• 作者: Hagiwara;Y.;et.al.;高橋学;T. Kon
• 通讯作者: T. Kon

Rapid energy transfer in a dendrimer having π-conjugated light-harvesting antennas

具有 π 共轭光捕获天线的树枝状聚合物中的快速能量转移

• 发表时间: 2008
• 期刊: New J. Phys. 10
• 作者: I. Akai;et al.
• 通讯作者: et al.

光捕集性デンドリマーのπ共役性とエネルギー伝達効率

光捕获树枝状聚合物的π-共轭和能量转移效率

• 发表时间: 2009
• 作者: Keita Konishi;Kanji Yoh;Hiroki Hibino;R. Saito;永吉祐子
• 通讯作者: 永吉祐子

生体関連物質における超高速光応答の時間・周波数実時間イメージング

生物材料中超快光学响应的​​时间和频率实时成像

• 发表时间: 2009
• 作者: 小野幸子;小林大記;阿相英孝;H. Murata and T. Matsushima;R. Saito;熊谷嘉人;武田淳
• 通讯作者: 武田淳