局所的反応場とスピン対の量子制御に基づく化学反応制御

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11740304
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 前田 公憲 東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (70229300)
• Keywords: 電子スピン共鳴 / 磁気共鳴 / ラジカル対 / 過渡吸収検出磁気共鳴 / 量子ビート / スピン緩和

Research Abstract

本研究において、時間分解過渡吸収検出磁気共鳴装置を次の様に改良した。
1、マイクロ波回路におけるマイクロ波回路を高速化させるために、マイクロ波スイッチイング速度を高速なものに改良した。
2、過渡吸収の検出性能を向上させるために、新たにキセノンランプを購入し組み込んだ。
3、測定システムのコンピュータプログラム等を改良し、より安定したデータ積算を可能にした。
このような装置を用いて、次の様な事を明らかにした。
ミセル溶液中に束縛されたラジカル対のスピン運動を、マイクロ波によりコヒーレントに制御できることを明らかにし、さらにその緩和現象から、ラジカルの拡散運動との関連について明らかにした。特に通常のラジカルにおいては見られない、ラジカル対特有の量子ビート運動の存在を明らかにし、その運動がラジカル対の再結合反応性に現れることを、実験的に始めて明らかにした。さらに、その緩和現象から従来議論されていなかったラジカルスピン間の相互作用の揺らぎに基づくスピン緩和の存在が明らかとなった。
今後条件等の検討により、このスピン緩和とラジカルの動的挙動との関連が明らかになっていくものと思われる。

Research Products

• [Publications] K.Maeda, et al.: "Real-time observation of the singlet-triplet dephasing effect on the spin dynamics of the spin-correlated radical pair formed in the photolysis of tetraphenylhydrazine in a micelle"Chemical Physics Letters. 304. 173-179 (1999)
• [Publications] K.Maeda, et al.: "DNP and CIDEP Study of Cross-Relaxation Processes in Short-Lived Radicals in Solution"The Journal of Physical Chemistry. 103. 11271-11278 (1999)
• [Publications] K.Maeda, et al.: "Photoconductivity Detected Magnetic Resonance Study on Photoinduced Electron-Transfer Reaction of Xanthone and N,N-Diethylaniline in 2-Propanol"The Journal of Physical Chemistry. 103. 4137-4140 (1999)
• [Publications] K.Maeda, et al.: "Delayed fluorescence detected magnetic resonance study on the spin dynamics of the transient radical-ion pair formed in the photolysis of carbazole in 2-propanol"Chemical Physics Letters. 302. 577-582 (1999)