1999 Fiscal Year Annual Research Report
分子エネルギーから熱への素過程と分子運動の量子性効果の解明
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10206202
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
寺嶋 正秀 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (00188674)
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| Keywords | 過度解析格子法 / 光熱変換 / ヘテロダイン検出 / 分子拡散 / 高速ダイナミクス / 励起状態 |
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| Research Abstract |
レーザー誘起過渡回析格子(TG)法の新しい展開を行い、以下のような成果を得ることができた。
1、分子エネルギーから熱への素過程
光励起後のエネルギーの流れの素過程を解明するために音響信号のピーク解析法という新しい解析法を提出した。この手法を有機分子に適用した結果、有機溶媒中においては、数ピコ秒と数10ピコ秒の2つの異なった速度で温度が立ち上がっていることが明らかとなった。2つの時定数は、溶質溶媒間の相互作用で決まる速さと、溶媒間を熱が逃げていく速さに対応する。また、励起された分子の周囲の溶媒に均等にエネルギーが移るのではなく、数個の溶媒分子に選択的にエネルギー移動が起こっていることを示唆する結果を得た。熱化過程と分子間相互作用との関係を明らかにするため、溶媒や溶質の特性と熱化の速度との相関を調べた。
高時間分解能だけでなく、高空間分解能を持つ測定システムを構築するため、ヒーター分子と、温度計分子を組みあわせたシステムを考案し合成した。その結果、アズレンからの熱放出は5psより速いこと、溶媒内を伝わる過程は分子オーダーにおいても熱拡散過程でよく再現できることなどが明らかとなった。
2、分子運動の量子性効果
溶液内の拡散過程検出システムを、更に短寿命種に適用できるよう改造した。これまでより100倍近く短寿命の中間体を検出できるシステムに変更し、これまでにない短寿命励起三重項状態分子の拡散定数を測定できた。その結果、多くの分子で、励起三重項状態においては基底状態よりもわずかだが拡散定数が大きいことがわかった。このDの変化には電気双極子モーメントの影響はほとんどないことが明らかとなった。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] M. Terazima: "Vibrational relaxation from electronically photoexcited states in solution studied by the acoustic peak delay method: Hydrogen bonding effect to Betaine-30"Chem. Phys. Lett.. 305. 189-196 (1999)
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[Publications] K. Yasumoto: "Laser induced capillary wave air/liquid interfaces in time domain"Appl. Phys. Lett.. 74. 1495-1497 (1999)
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[Publications] M. Terazima: "Optical heterodyne detected transient grating for studies of photochemical reactions and solution dynamics"Chem. Phys. Lett.. 304. 343-349 (1999)
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[Publications] T. Okazaki: "Thermalization process after the relaxation of electronically excited states : intramolecular proton transfer systems studied by the transient grating method"J. Chem. Phys.. 110. 11399-11410 (1999)
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[Publications] M. Terazima: "Optical heterodyne detected transient grating for the separation of phase and amplitude gratings"J. Phys. Chem. A. 103. 7401-7407 (1999)
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[Publications] T. Okazaki: "Spatially resolved thermalization dynamics of electronically photoexcited azulene probed by a molecular integrated thermometer"J. Phys. Chem. A. 103. 9591-9600 (1999)
