異積多層膜中における励起エネルギー緩和機構に関する研究

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本研究は以下の2点にまとめられる。1.ストリークカメラを用いた高速蛍光分光法の開発次項で問題となるような高速現象を捕らえるためには、既存の方法では不十分であり、新たにピコ秒からサブプコ秒の時間分解能をもった波長-時間の二次元測光法が必要となる。そこで、偏向電極に進行波偏向板を持つストリークカメラを用いた高速蛍光分光法の開発を行った。最終的に、装置応答関数で約8ピコ秒、計測チャンネルあたり0.2ピコ秒の時間分解能を持つシステムが得られた。2.ラングミュア・ブロジェット膜における励起移動・励起緩和フェルスター理論に基づく励起エネルギー移動では、移動効率はエネルギードナー・アクセプター分子間の距離とそれらの向きの関数として捕らえることができる。ラングミュア・ブロジェット(LB)法は、発色団分子を膜中にある程度の配向・距離をもって配列させることができ、エネルギー移動過程の研究に適している。励起移動に関しては、発色団として、アントラセンとペリレンを用いた。LB膜中において、アントラセン、ペリレンの電子基底・第一励起状態間の遷移ダイポールモーメントは、それぞれ石英基板に対して60度、0度となることが知られている。また、膜1層あたりの厚さは27.5Åであり、これがアントラセン-ペリレン間距離の最短距離となる。蛍光寿命、時間分解蛍光スペクトルの測定から、平均的には40Å離れた分子間(アントラセンからペリレンヘ)で励起移動が行われていること、最短距離に配置された分子間で70ピコ秒以内でおこる励起移動が存在することが示唆された。今後、前項のシステムを用いて、高速過程の観測を行う予定である。また、ナフタレンを含む単分子膜を生成し、その励起緩和過程を観測した。ナフタレンは、他の芳香族LB膜と比較して会合体を形成しにくいことがわかった。