電場吸収・発光分光法によるイオン液体の分子配向と溶質相互作用の研究

• Project/Area Number: 18045001
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 飯森 俊文 Hokkaido University, 電子科学研究所, 助教 (60360947)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥4,400,000 (Direct Cost: ¥4,400,000); Fiscal Year 2007: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 2006: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
• Keywords: イオン液体 / 電場変調分光 / 分子配向制御 / シュタルク効果 / 電場効果

Research Abstract

本研究は、イオン液体を用いて電場変調吸収スペクトル(シュタルクスペクトル)の測定を行い、分子の光励起にともなう双極子モーメントや分極率の変化量、および溶質-溶媒問の相互作用を明らかにすることを目的とする。本年度は、前年度に作成したセル使用し、イオン液体中に存在するクマリン153について電場吸収スペクトル測定を行った。クマリン分子の吸収バンドに対するシュタルク効果として、ブロードニングが観測され、その解析から励起状態と基底状態の双極子モーメントの変化量(Δμ=μe-μg)を求めた。また、イオン液体を分散させた高分子薄膜を試料に用い、イオン液体の電子遷移における電場吸収スペクトルを測定した。イオン液体として、イミダゾリウムカチオン等を含むイオン液体を用いた。これらの分子は、300nmよりも短波長側に吸収ピークを有している。電場吸収スペクトルには、吸収バンドのレッドシフトに由来する成分、および電場により誘起される強度減少が観測された。シュタルクシフトの解析により、励起状態と基底状態の分極率の変化量(Δα=αe-αg)を求めた。さらに、温度依存性に関しても実験を行い、65Kにおいて測定した場合には、吸収強度に対する電場効果の大きさが、室温に比べて小さくなることが分かった。この結果は、高分子中においてイオン液体分子は電場方向へ配向できることを示しており、再配向運動において高分子マトリクスとの相互作用による活性化エネルギー障壁が存在することが示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Electric Field Effects on Absorption and Fluorescence Spectra of Trimethylsilyl-and Trimethylsilylethynyl-Substituted Compounds of Pyrene in a PMMA Film (2007)
  • Author(s): A. M. Ara, et. al.
  • Journal Title: J. Phys. Chem. B 111 Pages: 10687-10696
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular Distortion Effect on ff-Emission in a Pr (III) Complex with 4, 7-Diphenyl-1, 10-Phenanthroline (2007)
  • Author(s): A. Ishii, et. al.
  • Journal Title: Chem Phys Chem 8 Pages: 1345-1351
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Photoinduced Phase Transition in the Organic Conductor α-(BEDT-TTF)_2 I_3 at Temperatures near the Metal-Insulator Phase Transition (2007)
  • Author(s): T. Iimori, et. al.
  • Journal Title: Chem. Lett. 36 Pages: 536-537
  • NAID: 10018881053
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Local Structure at the Air/Liquid Interface of Room-Temperature Ionic Liquids Probed by Infrared-Visible Sum Frequency Generation Vibrational Spectroscopy: 1-Alky1-3-methylimidazolium Tetrafluoroborates (2007)
  • Author(s): T. Iimori, et. al.
  • Journal Title: J. Phys. Chem. B 111 Pages: 4860-4866
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular-based light-activated thyristor (2007)
  • Author(s): T. Iimori, et. al.
  • Journal Title: Appl. Phys. Lett. 90 Pages: 262103-262103
  • NAID: 120000971667
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] External Electric Field Effects on Absorption, Fluorescence and Phosphorescence Spectra of Diphenylpolyynes in a Polymer Film (2007)
  • Author(s): Md. Wahadoszamen, et. al.
  • Journal Title: J. Phys. Chem. A 111 Pages: 9544-9552
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Memory Effect Controlled by a Pulsed Voltage in Photoinduced Conductivity Switching in an Organic Charge-Transfer Salt (2007)
  • Author(s): T.Iimori, et al.
  • Journal Title: Journal of the American Chemical Society 129・12 Pages: 3486-3487
• [Journal Article] 電場吸収・電場発光スペクトルの低温測定装置の開発と分子の電場配向およびエキシマー蛍光状態の研究 (2006)
  • Author(s): 飯森俊文, 他
  • Journal Title: 光化学 37・3 Pages: 181-188
  • NAID: 10020131040
• [Journal Article] Electroabsorption Spectroscopy of 6-Hydroxyquinoline Doped in Polymer Films : Stark Shifts and Orientational Effects (2006)
  • Author(s): M.S.Mehata, T.Iimori, et al.
  • Journal Title: The Journal of Physical Chemistry A 110・38 Pages: 10985-10991
• [Journal Article] External Electric Field Effects on Fluorescence of Pyrene Butyric Acid in a Polymer Film : Concentration Dependence and Temperature Dependence (2006)
  • Author(s): A.M.Ara, T.Iimori et al.
  • Journal Title: The Journal of Physical Chemistry B 110・47 Pages: 23669-23677
• [Journal Article] External electric field effects on fluorescence of perylene doped in a polymer film (2006)
  • Author(s): A.M.Ara, T.Iimori et al.
  • Journal Title: Chemical Physics Letters 427・4-6 Pages: 322-328
  • NAID: 120000957741
• [Journal Article] Gibbs monolayer of ionic liquid + H2O mixtures studied by surface tension measurement and sum-frequency generation spectroscopy (2006)
  • Author(s): J.Sung et al.
  • Journal Title: Colloids and Surfaces A : Physicochemical and Engineering Aspects 284-285 Pages: 84-88
• [Journal Article] Effects of electric and magnetic fields on fluorescence in electron donor and acceptor pairs of pyrene and N-methylphthalimide doped in a polymer film (2006)
  • Author(s): T.Yoshizawa, M.Mizoguchi, T.Iimori, et al.
  • Journal Title: Chemical Physics 324・1 Pages: 26-39
• [Presentation] 種々の溶媒中におけるクマリンおよびピレンの紫外・可視電場吸収スペクトル (2007)
  • Author(s): 飯森俊文, 他
  • Organizer: 光化学討論会2007
  • Place of Presentation: 松本・信州大学
  • Year and Date: 2007-09-27
• [Presentation] Electroabsorption spectroscopy of ionic liquids (2007)
  • Author(s): T. Iimori, 他
  • Organizer: 2nd International Congress on Ionic Liquids
  • Place of Presentation: 横浜・パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2007-08-09
• [Presentation] Electroabsorption spectroscopy of ionic liquids (2007)
  • Author(s): T. Iimori, 他
  • Organizer: International symposium on structures and dynamics of ionic liquids
  • Place of Presentation: 木更津・かずさアカデミアパーク
  • Year and Date: 2007-08-03