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新奇の電荷秩序相転移を示す分子性導体を用いた光誘起相転移現象の探索

Research Project

Project/Area Number 10J09103
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 物性Ⅰ(光物性・半導体・誘電体)(実験)
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

深澤 直人  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2010 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords有機結晶 / 光誘起相転移 / 時間分解振動分光 / 光物性 / 分子性導体 / 超高速分光 / 分子振動分光
Research Abstract

電荷移動錯体β"-(BEDT-TTF)(TCNQ)は、1/4filledの系であり室温で電荷秩序絶縁体、低温で徐々に金属化をする新規な物質である。この物質に光照射を行うことによって、電荷の局在性の制御およびその検出手法の開発が研究の目的である。研究の過程で、電荷に敏感な分子振動に着目することで電荷のダイナミクスを詳細に捉えられるのではないかと考え、時間分解振動分光測定を行うことにした。
従来のポンプ・プローブの手法による時間分解振動分光を、典型的な光誘起相転移物質であるカチオンラジカル塩(EDO-TTF)_2PF_6に適用した。その結果、電子遷移吸収帯の変化からは知ることのできなかった、ピコ秒オーダーでの分子の電荷および構造の変化を捉えることに初めて成功し、J.Phys.Chem.Cに成果が掲載された。
この従来の方法では、高精度の測定が難しいため多チャンネルMCT検出器を用いた新しい光学系を開発し、結果的に世界最高水準の精度を有する時間分解振動分光用光学系の開発を達成した。この装置を用いて、β"-(BEDT-TTF)(TCNQ)の時間分解振動分光測定を行ったが、電荷の局在性が変化する様子は捉えられなかった。すでに光誘起相転移を起こすことが知られていたX[Pd(dmit)_2]_2(X=Cs,(C_2H_5)_2(CH_3)_2Sb)を対象に測定を行った結果、温度相転移の次数と関係した応答速度の違いを初めて発見した。ほかにも、金属錯体を対象に測定を行い、^<fac>-Re(CO)^3Clの光異性化ダイナミクスを明らかにしたり、[Ru(bmy)^2(bpm)]^<2+>の光励起による電荷分布の変化も初めて明らかにした。
本研究はβ"-(BEDT-TTF)(TCNQ)の光励起による新奇な変化を期待したが、光キャリアの注入による変化である可能性が高い。この研究の過程で開発した時間分解振動分光装置は、光誘起相転移物質や金属錯体の光励起ダイナミクスを検証するために非常に有用であることを実例をもって示したことが、本研究の最大の成果であると考えている。

Report

(2 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2012 2011 2010 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (5 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Slow dynamics of the photoinduced phase transition in Pd(dmit)_2 salt2012

    • Author(s)
      T.Ishikawa, T.Tanaka, N.Fukazawa, Y.Matsubara, Y.Okimoto, K.Onda, S.Koshihara, M.Tamura, R.Kato
    • Journal Title

      Acta Physica Polonica A

      Volume: 121 Pages: 316-318

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photo-induced structural changes at a surface of organic single crystals observed by vibrational sum frequency generation spectroscopy2012

    • Author(s)
      K.Fukumoto, N.Fukazawa, T.Ishikawa, S.Koshihara, H.M.Yamamoto, R.Kato, K.Onda
    • Journal Title

      Acta Physica Polonica A

      Volume: 121 Pages: 313-315

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Charge and structural dynamics in the photoinduced phase transition process of (EDO-TTF)_2PF_6 studied by picosecond time-resolved vibrational spectroscopy2012

    • Author(s)
      N.Fukazawa, M.Shimizu, T.Ishikawa, Y.Okimoto, S.Koshihara, T.Hiramatsu, Y.Nakano, H.Yamochi, G.Saito, K.Onda
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 116 Issue: 9 Pages: 5892-5899

    • DOI

      10.1021/jp210708q

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Photo-Induced Phase Transition in (C_2H_5)_2(CH_3)_2Sb[Pd(dmit)_2]_2 Studied by Time-Resolved Vibrational Spectroscopy2011

    • Author(s)
      N.Fukazawa, T.Ishikawa, Y.Okimoto, S.Koshihara, T.Yamamoto, M.Tamura, R.Kato, K.Onda
    • Organizer
      The 9thInternational Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Ferromagnets
    • Place of Presentation
      Gniezno, Poland
    • Year and Date
      2011-09-26
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Ps to μs dynamics of organometallic compounds using time-resolved infrared vibrational spectroscopy2011

    • Author(s)
      Fukazawa, Naoto; Matsubara, Yoshitaka; Murata, Kei; Inagaki, Akiko; Akita, Munetaka; Onda, Ken
    • Organizer
      化学反応討論会
    • Place of Presentation
      東京工業大学大岡山キャンパス
    • Year and Date
      2011-06-08
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Time-resolved infrared vibrational spectroscopy for studying dynamics of molecular crystals2010

    • Author(s)
      N.Fukazawa, M.Yoshitaka, T.Ishikawa, Y.Okimoto, S.Koshihara, K.Onda
    • Organizer
      PACIFICHEM 2010
    • Place of Presentation
      Honolulu, Hawai
    • Year and Date
      2010-12-17
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 時間分解分子振動分光によるEt_2Me_2Sb[Pd(dmit)_2]_2の超高速光誘起現象の探索2010

    • Author(s)
      深澤直人, 石川忠彦, 沖本洋一, 腰原伸也, 山本貴, 田村雅史, 加藤礼三, 恩田健
    • Organizer
      第4回分子科学討論会2010大阪
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス
    • Year and Date
      2010-09-15
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Ultrafast Photoinduced Phenomenon in Charge Ordered β"-(BEDT-TTF)(TCNQ)2010

    • Author(s)
      N.Fukazawa, T.Ishikawa, Y.Okimoto, S.Koshihara, K.Onda, H.M.Yamamoto, R.Kato
    • Organizer
      International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2010(ICSM2010)
    • Place of Presentation
      Kyoto, Japan
    • Year and Date
      2010-07-06
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.molsci.jp/prize/prizewinner.html#kouenrsho2010

    • Related Report
      2010 Annual Research Report

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Published: 2010-12-03   Modified: 2024-03-26  

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