Electronic coherence of photosynthetic antennas induced by sub-10 fs laser pulses
Publicly Offered Research
| Project Area | Creation of novel light energy conversion system through elucidation of the molecular mechanism of photosynthesis and its artificial design in terms of time and space |
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| Project/Area Number |
18H05173
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
小澄 大輔 熊本大学, パルスパワー科学研究所, 准教授 (70613149)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 光合成 / 超高速現象 / エネルギー移動 / 電子コヒーレンス / 極超短光パルス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請では、光合成初期反応過程において極限的時間領域で起こる超高速光誘起現象を分子レベルで解明することを目的とした。すなわち、光合成色素タンパク複合体に結合する色素分子と周辺環境との相互作用を反映する電子・振動コヒーレンスの実時間計測が可能な高感度サブ10フェムト秒コヒーレント分光計測装置を構築した。構築した時間分解計測装置を用いて、極限的時間領域におけるタンパク質環境下にある色素分子を中心とした光合成機能の統一的な解明を目指した。具体的には(1) 極超短光パルス発生技術の確立及びそれを用いたコヒーレント分光計測、(2) ピコ秒発光分光及び100フェムト秒ポンプ・プローブ分光計測を用いた光合成機能解明を行った。
(1) 極限的時間領域における実時間振動分光では、中空糸ファイバー光パルス圧縮法により、5フェムト秒光パルスを発生することに成功した。5フェムト秒光パルスを用いて、紅色細菌由来光合成アンテナLH2における2つのリング会合体B800とB850との間の量子力学的電子コヒーレンスの観測に成功した。また、さらなる位相高感度計測のため、三次の非線形光学効果を利用した極超短光パルスクリーニング法の確立を行った。
(2) 領域内共同研究推進のため、ピコ秒発光分光、100フェムト秒ポンプ・プローブ分光計測及び解析技術を領域内研究者に提供し、様々な光合成器官の超高速ダイナミクス解明を行った。
得られた結果を物理的理論構築のための研究にフィードバックするとともに、超効率的な光捕集作用を持つ人工光合成設計の提案を行った。
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(60 results)
