光電極反応の磁場制御

光电极反应的磁场控制

• 批准号: 11118257
• 负责人: 米村 弘明
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11118257/
• 关键词: 光電流; 修飾電極; 磁場効果; 希釈磁性半導体; 量子サイズ効果; 半導体超微粒子; フラーレン; 3重項ラジカル対

昨年度報告したCds超微粒子修飾電極における磁場効果(Δ=-3%)はポルフィリン-ビオローゲン修飾電極における磁場効果(Δ=15%:磁場による光電流の変化量)に比較して小さい。そこで、本年度は磁場効果の増大を図るために、II-VII族半導体のカチオンの部分を磁性イオンに置換した混晶、すなわち希薄磁性半導体に注目した。具体的には、CdSにMN^<2+>を含ませた希薄磁性半導体の超微粒子を用いて、光電流に対する磁場効果を検討した。また、励起3重項の量子収率が高く光物性が注目されているC_<60>を光増感剤として用い、磁場による影響の増大も図った。具体的には、フラーレン(C_<60>)-フェノチアジン(PH)連結化合物を電極に固定し、光電流に対する磁場効果について試みた。具体的には以下の研究を行った。1.Cd_<1-X>Mn_XS超微粒子の作成方法はCdS超微粒子と同様にAOT逆ミセルを用いて調整した。超微粒子をSAMを用いて金電極に固定して修飾電極を作成した。光照射を行うことで安定なアノード方向の光電流を観測できた。修飾電極に磁場印加(0.76T)すると、光電流の減少が観測できた。磁場による光電流の変化率(Δ)は-8%となった。これはCdS超微粒子の場合(-3%)より約2.5倍程度磁場の影響が大きくなった。この結果はスピンを持つMn^<2+>のために、光電流に及ぼす磁場の影響が増大されたと考えられる。また、超微粒子化してないCd_<1-X>Mn_XS修飾電極ではアノード方向の光電流は観測されたが、磁場効果は観測されなかった。従って、超微粒子化(量子サイズ効果)は光電流に対する磁場効果を観測するための必要条件である事がわかった。2.最初に、C_<60>-PH連結化合物のベンゾニトリル溶液をNd-YAGレーザー(532nm)で光励起して、過渡吸収スペクトル及び時間分解EPRを測定した。過渡吸収スペクトル測定では700nm付近の吸収(C_<60>の励起3重項(^3C_<60>^*))は消失し、新たに520nmの吸収ピーク(PH^+・)と600nm以上の吸収(C_<60>^-・)が観測された。さらに、ラジカル対に帰属される吸収の減衰速度定数(kd;s^<-1>)は磁場を加えると小さくなり、0.2T以上で一定値になった。電荷再結合反応がマーカス理論のトップ領域にあるにもかかわらず、この電荷分離状態は長寿命(130ns:0T)であった。これは逆電子移動反応がスピン多重度に支配されているためと考えられる。時間分解EPRの結果も上記の事を支持した。に、C_<60>-PH連結化合物と両親媒性分子の混合LB膜をITO透明電極に一層固定して修飾電極を作成した。修飾電極を光照射すると、安定なアノード方向の光電流が観測された。しかしながら、現在のところ光電流に対する明確な磁場効果は観測されていなかった。

Annual report yesterday し た Cds utrasmall particle electrode に お け る magnetic field working fruit (Δ = 3%) は ポ ル フ ィ リ ン - ビ オ ロ ー ゲ ン modified electrodes に お け る magnetic field working fruit (Δ = 15%, magnetic field に よ る photocurrent の - quantity) に compare し て small さ い. そ こ で, unseen fruit の は magnetic field this year raised large を 図 る た め に, II - VII semiconductor の カ チ オ ン の part を magnetic イ オ ン に replacement し た mixed crystal, す な わ ち when thin magnetic semiconductor に attention し た. Specific に は, CdS に MN ^ 2 + < > を containing ま せ た when thin magnetic semiconductor の utrasmall particle を with い て, photocurrent に す seaborne る magnetic field working fruit を beg し 検 た. ま た quantum 収 rate and wound up 3 heavy の が く high optical property が attention さ れ て い る C_ < > 60 を light sense of rights tonic と し て in い, magnetic field に よ る influence の raised large も 図 っ た. Specific に は, フ ラ ー レ ン (C_ < > 60) - フ ェ ノ チ ア ジ ン を electrode (PH) link compounds に fixed し, photocurrent に す seaborne る magnetic field working fruit に つ い て try み た. Specifically, the following に studies the を line った. 1. Cd_ < 1 - X > Mn_XS utrasmall particle の consummate method は CdS utrasmall particle と with others に AOT reverse ミ セ ル を with い て adjustment し た. Ultrafine particles をSAMを are made by using a に て gold electrode に to fix the <s:1> て modified electrode を. The light irradiates を in the う とで とで とで とで to stabilize the なアノ ド ド in the ド direction, and the <s:1> photocurrent を観 is measured in the で た た た. Modified electrode に magnetic field Inca (0.76T)すると, photocurrent <s:1> reduction が観 measurement で た た た. Magnetic field による photocurrent <s:1> variation rate (Δ) による -8%となった. <s:1> れ CdS in the case of ultrafine particles <s:1> (-3%)よ よ よ about 2.5 times the degree of magnetic field <e:1> influence が is large くなった くなった. The <s:1> <s:1> results スピ スピ を を show that the effects of <s:1> Mn^<2+> <s:1> ために, photocurrent に and ぼす magnetic field <e:1> increase が. Youdaoplaceholder7. ま た, utrasmall particle し て な い Cd_ < 1 - X > Mn_XS modified electrodes で は ア ノ ー ド direction の photocurrent は 観 measuring さ れ た が, magnetic field working fruit は 観 measuring さ れ な か っ た. 従 っ て, superfine particles (quantum サ イ ズ unseen fruit) は photocurrent に す seaborne る magnetic field working fruit を 観 measuring す る た め の necessary で あ る matter が わ か っ た. 2. The initial に, C_ < > 60 - PH link compounds の ベ ン ゾ ニ ト リ ル solution を Nd - YAG レ ー ザ ー で light (532 nm) wound up し て, transition 収 ス ペ ク ト ル and び time breakdown EPR を determination し た. Determination of transition suction 収 ス ペ ク ト ル で は pay nearly 700 nm の 収 absorption (C_ < > 60 の wound up 3 heavy items (^ 3 C_ < 60 > ^ *)) は disappear し, new た に 520 nm の suction 収 ピ ー ク (PH ^ +) more than 600 nm と の 収 absorption (C_ < 60 > ^ - ·) が 観 さ measurement れ た. さ ら に, ラ ジ カ ル に seaborne 帰 genus さ れ る suction 収 の damping rate constant (kd; s ^ < - > 1) を は magnetic field plus え る と small さ く な り, more than 0.2 T で certain numerical に な っ た. Charge coupled with the 応 が マ ー カ ス theory の ト ッ プ field に あ る に も か か わ ら ず, こ の state of charge separation は long life (130 ns: 0 t) で あ っ た. <s:1> れ れ, reverse electron movement, reverse 応がスピ, multiple heavy に domination されて, るためと exam えられる. Record the event を on the time decomposition EPR <s:1> result を to support た た. Youdaoplaceholder0, C_<60>-PH linked compound と, two nucleophilic molecules <s:1> mixed LB film をITO transparent electrode に a layer of fixed <s:1> て modified electrode を was made. Modify the electrode を light irradiation すると, stabilize the <s:1> photocurrent が観 in the ド direction が観 measurement された. し か し な が ら, now の と こ ろ photocurrent に す seaborne る clear な magnetic field working fruit は 観 measuring さ れ て い な か っ た.

项目成果

Hiroaki Yonemura: "Effect of π-System on Long-Range Photoinduced Electron Transfer in Through-Ring α-Cyclodextrin Complexes of Carbazole-Viologen Linked Compounds"Tetrahedron Letters. 39. 6915-6918 (1998)

Hiroaki Yonemura：“π 系统对咔唑-紫精连接化合物的通环 α-环糊精复合物中长程光致电子转移的影响”四面体快报 39。6915-6918 (1998)。

Takashi Nakano: "Second-Harmonic Generation From Langmuir-Blodgett Monolayers of Ruthenium-Polypyridine Complexes with Different Number of Alphatic Tails"Nonliner Optics. Vol.22. 115-118 (1999)

Takashi Nakano：“具有不同数量阿尔法尾部的钌-聚吡啶复合物的 Langmuir-Blodgett 单分子层产生的二次谐波”非线性光学。

米村弘明: ""超分子構造と磁場による光誘起電子移動反応の制御""光化学. Vol.29. 20-25 (1998)

Hiroaki Yonemura：“通过超分子结构和磁场控制光诱导电子转移反应”，光化学第 20-25 卷（1998 年）。

Hiroaki Yonemura: ""Magnetic Field Effects on Photocurrent Responses from Modified Electrodes with CdS Nanoparticles""Electrochemistry. Vol.67. 1209-1210 (1999)

Hiroaki Yonemura：“磁场对 CdS 纳米粒子修饰电极光电流响应的影响”电化学。