新しい非線形分光による界面超高速ダイナミクスの研究

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気液、液液、固液界面は、多くの基本素過程が進行するきわめて重要な場であり、そこでの分子現象の理解は広い分野の知的基盤として本質的に重要である。本研究は、界面分子のダイナミクスを研究するための新しい時間分解非線形分光計測法の開発を行うとともに、これを含む先進的な分光測定を用いて溶液中分子のダイナミクスと液体界面での分子ダイナミクス観測、比較することを目的とした。Hua博士は中国において、気相中の孤立分子に関する研究は精力的に行ってきたが、凝縮相の分子ダイナミクス研究に関する経験がなかった。そこでまず、凝縮相における超高速ダイナミクス研究の実際を把握するために、時間分解能が数百フェムト秒および数十フェムト秒の時間分解吸収分光を用いて溶液中の金属錯体の超高速光化学ダイナミクスに対する実験を行ったところ、極めて興味深い結果を得たのでそれを追求した。ビスジイミド銅(I)錯体は光を吸収すると大きな構造変化を示す。そこでその配位子である2つのフェナントロリン分子の2-、9位が、水素のもの、メチル基のもの、フェニル基のもの、の3種の銅(I)錯体のフェムト～ピコ秒領域のダイナミクスを時間分解分光吸収分光で測定した。その結果、配位子の違いによって電子励起状態での構造変化の時定数が顕著に変化すること、また立体障害による構造変化後の平面性の違いを反映して構造変化後の緩和過程(すなわち内部転換による緩和と系間交差による緩和の分岐比)に大きな差がでることがわかった。さらに、数十フェムト秒の時間分解能で行った実験では、電子励起状態の核波束運動を観測することに成功し、ビスジイミド銅(I)錯体の光誘起構造変化ダイナミクスに関する包括的な理解を得ることが出来た。得られた結果に関しては国内学会にて発表を行うとともに、今後、論文にまとめる予定である。