有機フォトクロミック化合物単結晶の光構造変化とこれを用いた光による物質制御

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05452039
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 栗田 進 横浜国立大学, 工学部, 教授 (30089833)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 武田 淳 横浜国立大学, 工学部, 助手 (60202165) ; 横山 泰 横浜国立大学, 工学部, 助教授 (60134897)
• Keywords: フォトクロミズム / 光誘起構造変化 / 有機フォトクロミック化合物 / フルギド / 分子性結晶

Research Abstract

有機フォトクロミック化合物分子の電子状態とフォトクロミズムをフルギドを用いて調べた。光記録材としての応用を考慮して、フルギド分子をポリマー中に拡散した試料について閉環体(〕 SY.dblarw. 〔)開環フォトクロミズム、発光スペクトル、発光寿命を調べた。開→閉環体変換は熱活性型であり、室温ではポリマー中の総ての分子が光によって可逆的に変化する。しかし、200K以下の低温では変換できないものが存在する。これはポリマーのCAGE効果によるものである。また、ポリマー中のフルギド分子間にはエネルギー移動が起こるが、それは電気双極子・双極子相互作用で、分子間距離が4nm程度から顕著になる。光励起状態の緩和は数ナノ秒程度でその寿命は無輻射遷移によって決まっている。
有機フォトクロミック化合物のうち、フルギド、アゾベンゼン、サリチリデンアニリンについての単結晶育成条件を決定し、それらの単結晶を得ることに成功した。フルギド結晶の電子状態を研究する目的で、単結晶の偏光反射スペクトルを広いエネルギー範囲にわたって測定した。固定をつくることによってエネルギー準位は分子状態に比べて低エネルギー化し、フレンケル励起子を作ることがわかった。吸収スペクトルの偏光依存性は分子内の遷移双極子モーメントの結晶内での向きによって説明できることを見い出した。開環体にあるフルギド単結晶に紫外線照射し、表面層だけを閉環体にする試みを行った。その結果、開環体結晶の上に閉環体の膜ができること、その膜は配向していることを偏光吸収スペクトルによって確かめた。

Research Products

• [Publications] Y.Yokoyama: "Helical chirality and enantiotopomerization process of aphotochromic furylfulgide" Chem.Lett.225-226 (1994)
• [Publications] Y.Yokoyama: "Fulgenates.A new class of fulgide-related thermally irreeversible photochromic system" Chem.Lett.749-752 (1994)
• [Publications] J.Takeda: "Radiative and non-radiative decay processes of the excitedstate of the colored form of photochromic furylfulgide" Chem.Phys.Lett.(To be published). (1994)
• [Publications] Y.Yokoyama: "Chemistry of Functional Dyes" (ed by Z.Yoshida and Y.Shirota) Mita Shuppankai, 869 (1993)