| Project/Area Number |
19J10328
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 32010:Fundamental physical chemistry-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
長坂 龍洋 大阪大学, 基礎工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2020: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 量子相関光子対 / 2光子吸収 / 6π電子環状反応 / 光異性化反応 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、量子相関光子対と呼ばれる時・空間的に強い相関をもつ光子を利用することにより、特定の電子励起状態を選択的に作り出し、そこから進行する光化学反応の精密制御を目指すものである。そのために、量子相関光子対による高効率2光子励起の光学系を構築し、1光子励起や古典的な2光子励起に伴うダイナミクスや反応機構が判明している光異性化反応系に適用する。励起確率の光強度次数、光反応収率、ダイナミクスなどの励起状態を特徴づける因子を測定し、量子相関光子対によって誘起される特異な光反応の支配因子を実験的に明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和2年度は、高効率な2光子吸収の観測を目指し、昨年度に探索した試料である6π電子系の励起状態ダイナミクスの解明及び量子相関光子対による2光子吸収断面積の測定に取り組んだ。用いた試料である2,3-dithiazolylbenzothiophene (DTA)の励起状態ダイナミクスについては時間分解過渡吸収及び蛍光スペクトル測定の結果を詳細に分析することにより、開環体励起後、大部分が閉環体の励起状態が生成する新規の経路を辿ることを特定した。本結果については分子内の水素結合やS-N相互作用といった分子内の相互作用による分子の構造変化の抑制に起因するものと考えられるが、円錐交差（CI）を迂回して閉環反応が進行するため、CIを介して基底状態の閉環体が生成するという従来のスキームとは全く異なるメカニズムである。一連の研究成果は国際学術誌に掲載された。
量子相関光子対による2光子吸収断面積の測定については、昨年度に構築した量子相関光子対の発生光学系を用いた。測定のたびにHong-Ou-Mandel (HOM)干渉を行い、良質な量子相関光子対の発生を確認したうえで実際の試料に対して適用した。その結果、古典光において高い2光子吸収を示す有機色素やDTAに対して吸収挙動は観測できたものの、1光子吸収による寄与を十分に取り除くことが困難であり、純粋な量子相関光子対による高効率な2光子吸収を評価することはできなかった。今後は、量子相関光子対の発生波長や観測系の調整を行うことで1光子吸収による寄与を減らす検討を重ねることで、純粋な量子相関光子対による2光子吸収の寄与の観測を目指す。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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