共役高分子の一次元励起子に関する研究

共轭聚合物中一维激子的研究

• 批准号: 05740197
• 负责人: 長谷川 達生
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 1994
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05740197/
• 关键词: 共役系高分子; ポリシラン; 一次元励起子; 三次非線形感受率

本研究は、大きな三次非線形感受率を有し、将来の光非線形素子の材料の候補として注目を集めている共役系高分子、中でも、主鎖がシリコン原子によって構成され、試料も良質のものが得られるポリシラン(PS)について、非線形光学特性の実験的研究により、その特異な光励起状態、すなわち一次元的な励起子状態を解明し、これによって、その大きな光非線形応答の起源を明らかにすることを目的としている。本年度得られた研究実績は以下の通りである。I.PSは、側鎖の種類によって、主鎖構造、主鎖電子状態の異なるものを得ることが出来る。本年度は、代表者等が以前に行った、最も典型的な主鎖構造のPDHSの非線形光学スペクトル測定を、種々のPSについても適用し、主鎖構造の変化が一次元的な励起子状態に如何に反映されるのかを調べた。その結果、得られた非線形光学スペクトルに、PDHSと同様な一次元的な励起子状態への多光子共鳴構造を確認することが出来た。II.主鎖構造の変化に伴う励起子状態の系統的な変化の由来を明らかにするために、1.で得られた非線形光学スペクトルの解析、及び解析結果と一次元励起子モデルによる理論計算との比較を行った。その結果、PSの一次元励起子状態では、一次元系における強い励起子効果のために、電子-正孔の相対運動が強く束縛され、局在しているという実験的な証拠を得ることが出来た。さらに、上記結果をもとに、より大きな光非線形感受率を有する材料を得るには、この相対運動の非局在化が肝要で、そのための物質設計に指針を提案した。III.実験的に得られた非線形光学スペクトルにおいて、線形光学スペクトルと同様なクラマ-ス-クローニヒの分散関係式が実際に成立しているのか確認しておくことは、応用上重要である。本研究では、PDHSの絶対値、位相スペクトルの実験結果がこの関係を満たしていることを確認した。

This study focuses on the study of the third-order nonlinear susceptibility, candidate materials for future optical nonlinear elements, and the study of the characteristics of nonlinear optical elements. The origin and purpose of this non-linear response to light are clearly defined. This year's research results are as follows: I.PS, side lock type, main lock structure, main lock electronic state and different results. This year, representatives, etc. have been working in the past, the most typical of the main lock structure of the PDHS non-linear optical detection, species of PS in the application, the main lock structure of the transformation of the first dimension of the excitation state how to reflect the adjustment. As a result, the nonlinear optical structure, PDHS and the multiphoton resonance structure of the same dimension are confirmed. II. The origin of the transformation of the main lock structure and the excitation state of the system. 1. The analysis of the nonlinear optical system and the comparison of the theoretical calculation of the primary excitation state. As a result, PS's primary excitation state is reversed, the primary excitation effect is reversed, the electron-positive hole relative motion is strongly constrained, and the central excitation state is reversed. The results of the study are as follows: III. The dispersion relation of nonlinear optics and linear optics is established in practice. This study confirms the relationship between PDHS and its relative values, phase differences and results.

项目成果

H.Kishida et al.: "Dispersion Relation in the Third-Order Electric Susceptibility for Polysilane Film" Physical Review Letters. 70. 3724-3727 (1993)

H.Kishida 等人：“聚硅烷薄膜三阶电化率的色散关系”物理评论快报。

T.Hasegawa et al.: "Nonlinear Optical Study of Polysilanes" Journal of Physical Society of Japan.supplement "Light Emission from Novel Silicon Matevials".(1994)

T.Hasekawa 等人：“聚硅烷的非线性光学研究”日本物理学会期刊。增刊“Light Emission from Novel Silicon Matevial​​s”。(1994)