時間分解過渡分光法によるC_<60>単結晶の光誘起重合機構の研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11440096
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Wakayama University
• Principal Investigator: 神野 賢一 和歌山大学, システム工学部, 教授 (80024339)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊東 千尋 和歌山大学, システム工学部, 助教授 (60211744) ; 山門 英雄 和歌山大学, システム工学部, 助教授 (30242035) ; 篠塚 雄三 和歌山大学, システム工学部, 教授 (30144918)
• Keywords: フラーレン / 光誘起固相重合 / 炭素クラスター / 光物性 / ルミネッセンス / ラマン散乱

Research Abstract

C_<60>単結晶において室温付近の高温相で顕在化する光重合反応は、緩和励起三重項状態がその前駆状態と推定され、分子回転の熱励起と三重項寿命とを反映して、ナノ秒からサブミリ秒域の時間スケールで進行していると予想される。本研究では、電子励起と分子の回転振動緩和が光誘起重合において果たしている役割を同定するため、緩和三重項状態を始状態とする過渡吸収、共鳴ラマン散乱、発光等の時間分解実験を三年次に亘って実施し、重合体の生成要件、構造、ダイナミクスを明らかにする。本年度は、設備備品費・消耗品費により、和歌山大学システム工学部に、空間分解顕微ラマン散乱の時間分解測定システムを構築するとともに、京都大学理学部の既設装置も併用して以下の研究を実施した。
・高品位C_<60>単結晶の成長とその物性評価: 貴ガス気流中での気相成長法を開発し、極めて高品位の薄片単結晶試料を作製した。この薄片試料を用いて、基礎物性(吸収・発光・励起・散乱)を評価し、吸収端域に特異な局在吸収構造が存在することを見出した。
・サイト選択共鳴発光・ラマン散乱の時間分解検出: 波長可変ピコ秒パルスレーザー分光法により、吸収端領域のサイト選択励起を行い、不均一幅に埋もれた共鳴発光とラマン散乱の微細構造を分解することにより、発光過程の詳細と吸収端構造の特質を解明した。
・二光子励起による発光スペクトルの測定: 二光子励起によるバルクの発光スペクトルの観測に成功し、それが一分子のフレンケル励起子発光と隣接分子の配向相関から生じる二分子型の局在励起子発光の二種の重ねあわせからなることを実証した。

Research Products

• [Publications] Ken-ichi Kan'no and Ikuko Akimoto: "Origin of Photoluminescence and Band-edge Electronic Structure of Solid Fullerene"Abstracts the 17^<th> Fullerene General Symposium. Vol.17. 70-73 (1999)
• [Publications] Ikuko Akimoto and Ken-ichi Kan'no: "Origin of Intrinsic Luminesence from C_<60> Single Crystals"XIIIth International Winterschool on Electronic Properties of Novel Materials. 12-16 (1999)
• [Publications] I.Akimoto and K.Kan'no: "Origin of photoluminescence and spectral analysis of vibronic structure resolved in C_<60> Single crystals"J.Luminescence. 87-89(印刷中). (2000)