表面吸着高分子系における超長寿命電荷分離状態の生成とその最適化条件の探求

在表面吸附聚合物体系中创造超长寿命的电荷分离态及其优化条件的探索

• 批准号: 15033242
• 负责人: 宮坂 博
• 金额: $ 3.07万
• 依托单位: Osaka 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: 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-15033242/
• 关键词: 電子移動; フェムト秒分光; ピコ秒分光; 光電導; 長寿命電荷分離状態; 光電導性高分子; 電荷輸送; 時間分解分光; ホール輸送

光励起によって生成した電荷分離状態の再結合を抑制し長寿命化させることは、後続の諸過程における電荷の効率的利用のための必須条件である。このためには、電荷分離の後に電荷シフト反応を経由してアニオン-カチオンの対間距離を長距離化し、電荷再結合反応に対する電子的相互作用を減少させ結果的に小さな速度定数とする手法が一般的なstrategyと考えられている。側鎖に芳香族基を持つ高分子系は、光誘起電荷分離の後、側鎖間の電荷シフト反応を行う。したがって長いアニオン-カチオン対間距離を固定化することができれば、このような高分子系をbuilding blockとして長寿命電荷分離状態を作成することが可能となる。本研究では機能性界面・表面における長距離電荷輸送に関した最適化条件を獲得することを目的とし、高分子化合物における(1)素過程としての側鎖芳香族基間ホール移動過程の機構解明、(2)吸着状態における電荷分離状態のダイナミクスの測定を行った。これらの結果、(1)について、フェムト秒過渡吸収二色性の測定から、この迅速な電荷シフト過程のメカニズムとして、数ps領域で(a)3個以上の芳香族基への非局在化が起こり、その後(b)ホールシフト反応がサブナノ秒領域で進行することがわかった。この(a)の非局在化によって、実効的なアニオンーカチオンクーロン引力の低下、また媒体再配向エネルギーの減少がおこり、その後の時間域でのホールシフト反応を可能としているとの結論を得た。また吸着表面上での光誘起電子移動ダイナミクスに与える高分子鎖長効果を、ナノ秒レーザー分光によって測定し、吸着表面上での高分子のホール移動過程速度を決定した。その結果、吸着系においても中極性溶媒系と同程度である10^9/secの高速のホール移動速度を有することが判明した。これらの結果と数値計算に基づき、最適化のためのホールトラップ確率を提案した。

The necessary conditions for the efficient utilization of charge in the process of excitation generation, charge separation and recombination inhibition, and long lifetime In this case, the separation of charge and electron reaction is a general strategy for reducing the interaction between electrons and the distance between them. The charge separation between the side locks and the aromatic groups in the polymer system is induced by light. The polymer system is a building block and a charge separation state with a long life is possible. In this study, the optimal conditions for long-distance charge transport at functional interfaces and surfaces were obtained,(1) the mechanism of molecular processes and migration between laterally locked aromatic groups in polymer compounds was elucidated, and (2) the charge separation state of adsorption was determined. The results are as follows: (1) Measurement of absorption dichroism in the middle and second transition;(2) Measurement of absorption dichroism in the rapid charge transition process;(3) Measurement of absorption dichroism in the second transition process;(4) Measurement of absorption dichroism in the second transition process;(5) Measurement of absorption dichroism in the second transition process;(6) Measurement of absorption dichroism in the second transition process;(7) Measurement of absorption dichroism in the second transition process;(8) Measurement of absorption dichroism in the second transition process;(9) Measurement of absorption dichroism in the second transition process;(10) Measurement of absorption dichroism;(10) Measurement of The results of this study are as follows: (a) The non-local transformation, the actual transformation, the reduction of gravity, the media realignment, the reduction of gravity, the post-temporal transformation, the possible transformation, the conclusion. Photoinduced electron movement on the adsorption surface determines the speed of polymer movement on the adsorption surface As a result, the adsorption system in the polar solvent system to the same extent, 10^9/sec and the high speed of the movement of the solvent have been identified. The result of this calculation is based on the calculation of the optimal and accurate rate.

项目成果

Picosecond—nanosecond laser photolysis studies of a photoacid generator in solutions: Transient absorption spectroscopy and transient grating measurements

• DOI: 10.1039/b411283k
• 发表时间: 2005-01
• 期刊: Photochemical & Photobiological Sciences
• 影响因子: 3.1
• 作者: Mie Saotome;S. Takano;Asako Tokushima;S. Ito;S. Nakashima;Y. Nagasawa;T. Okada;H. Miyasaka

H.Miyasaka: "Photoinduced electron transfer dynamics in aromatic vinyl polymers and related systems : Time-resolved detection of primary events."J.Photochem.Photobio.C.. 4,3. 195-214 (2003)

H.Miyasaka：“芳香族乙烯基聚合物和相关系统中的光诱导电子转移动力学：主要事件的时间分辨检测。”J.Photochem.Photobio.C.. 4,3。

Dynamics and Mechanisms of Multiphoton Gated Photochromic Reaction of Diarylethene Derivatives

二芳基乙烯衍生物多光子门控光致变色反应动力学及机理

• 发表时间: 2004
• 期刊: J. Am. Chem. Soc. 126
• 作者: Masataka Murakami;Hiroshi Miyasaka;Tadashi Okada;Seiya Kobatake;Masahiro Irie
• 通讯作者: Masahiro Irie

S.R.Khan: "Picosecond laser photolysis studies on photoinduced electron transfer processes in poly(1-vinylpyrene) in solutions."Phys.Chem.Chem.phys.. 5,6. 1003-1009 (2003)

S.R.Khan：“皮秒激光光解研究溶液中聚（1-乙烯基芘）的光致电子转移过程。”Phys.Chem.Chem.phys.. 5,6。

Y.Tsuboi: "Nonlinear photophysics and ablation of liquid naphthalene derivatives : fluence-dependence of luminescence spectra upon 248 nm laser excitation"J.Phys.Chem., B.. 107,17. 3017-3023 (2003)

Y.Tsuboi：“非线性光物理学和液体萘衍生物的烧蚀：248 nm 激光激发时发光光谱的注量依赖性”J.Phys.Chem.，B.. 107,17。