2001 Fiscal Year Annual Research Report
広帯域電子スピン共鳴法による溶液中の励起状態の電子構造と分子ダイナミクス
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12440157
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| Research Institution | TOHOKU UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
山内 清語 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (10127152)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩崎 洋平 東北大学, 多元物質科学研究所, 研究機関研究員
大庭 裕範 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教授 (10176985)
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| Keywords | 励起三重項 / 溶液ダイナミクス / 金属ポルフィリン / 励起多重項 / ラジカル軸配位 / 金属フタロシアニン / 時間分解ESR / WバンドESR |
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| Research Abstract |
今年度は、溶液中の励起状態に関して以下のような成果が得られた。
1.スピンの緩和と励起状態ダイナミクスを含む励起状態のESR信号の時間変化を解析するために、励起状態ダイナミクスのみを含む過渡吸収信号の時間変化を解析した。実験系は、ラジカルと金属ポルファリン,ラジカルと金属フタロシアニンの系を選んだ。その結果、励起二重項と励起四重項が関与していると思われる励起状態の時間変化は、ほぼ単一の指数関数で解析できた。この結果から、励起状態間の行き来が寿命と同程度かかなり早いことが分かった。
2.観測された寿命は、ポリフィリン系でフタロシアニン系より10倍程度短く、ラジカルの置換位置によりさらに数十倍の違いが現れることが分かり、これらは、励起三重項とラジカルの交換相互作用の大きさに依存することが分かった。
3.3つの金属(Zn,Mg,H_2)ポルフィリンの励起三重項状態におけるスピン格子緩和時間を、ESRの3つのバンド、X(9.5)、Q(35)、W(95GHz)、を用いて、トルエン溶液中の常温で測定した。その結果、亜鉛ポルフィリンとフリーポルフィリンでは、Xバンドでは、緩和時間に大きな差がないが、Wバンドでは、40倍の違いがあることが分かった。これらは、第二励起三重項状態の位置で決まることが示唆された。
4.亜鉛ポルフィリン・ラジカルの系の励起二重項と励起四重項の時間分解ESR信号の減衰から、これらの励起状態を含むスピンダイナミクスと励起状態ダイナミクスが解析された。
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[Publications] Islam SM Saiful et al.: "Chemically Induced Dynamic Electron Polarization Studies on Photolysis of Hexaphenyl-disilane, digermane and distannane"Phys. Chem. Chem. Phys.. 3. 1011-1014 (2001)
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[Publications] Islam SM Saiful et al.: "Time-resolved EPR and ODMR Studies on the Lowest Excited Triplet States of α-Silyl and α-Germyl Ketones"Mol. Phys.. 99. 1183-1192 (2001)
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[Publications] Y.Iwasaki et al.: "Time-Domain Observation of External Magnetic field Effects on the Delayed Fluorescence of N,N,N',N'-tetramethyl-1,4-phenylenediamine in Alcohol Solution"J. Phys. Chem. A.. 105. 2961-2966 (2001)
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[Publications] J.Fujisawa et al.: "Excited Quartet and Doublet States in the Complex of ZnTPP(II) and a Nitroxide Radical in Solution : X-band W-Band Time-Resolved EPR Studies"Appl. Magn. Reson.. (in press).
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[Publications] Y.Ohba, S.Yamauchi: "Determination of Relative Sign of g-factors by Two-dimensional Pulsed EPR Nutation Spectroscopy"Mol. Phys.. (in press).
