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2008 Fiscal Year Annual Research Report

超高速不可逆光誘起現象の可視化技術の創出と励起状態を介した物性・物質制御

Research Project

Project/Area Number 19019006
Research InstitutionYokohama National University

Principal Investigator

武田 淳  Yokohama National University, 大学院・工学研究院, 教授 (60202165)

Keywords可視化 / イメージング / デンドリマー / 光誘起磁気相転移 / 2光子吸收 / 有機ラジカル / フェムト秒
Research Abstract

物質の機能や構造を予言する高度なシミュレーション技術の開発や光励起プロセスを介した物性・物質の制御の研究の進展には、理論の構築や物質探索に加えて、超短時間(フェムト秒〜ピコ秒)で時々刻々と変化する物質の構造や機能を実時間で瞬時に可視化する手立てを構築することが必要不可欠である。本研究では、1ショットで超高速不可逆光誘起現象の時間・スペクトル特性がマッピングできる究極の「可視化技術」の創出を目指す。また、1)光捕集性ナノスターデンドリマー、2)強相関有機ラジカルTITA結晶にこの可視化技術を適用し、超高速エネルギー伝達や光誘起反磁性・常磁性相転移の動的過程を明らかにする。
不可逆光誘起現象の時間・スペクトル特性を一度にマッピングする「可視化技術」として、エシェロン光学素子を用いたイメージング分光法を開発した。ダイアモンドバイトによりニッケルをミクロンオーダーで精密加工し、反射型エシェロン光学素子を試作した。これを第2高調波発生自己相関法に組み込み、フェムト秒レーザーから出射されるフーリエ限界パルスの時間・スペクトル特性の測定を行い、35fs/pixelの時間分解能でフーリエ限界パルスの時間・スペクトル2次元イメージの実時間計測に成功した。一方、第一世代のイメージング分光技術を駆使することにより、アンテナ分子の長さ・個数が異なるπ共役ナノスターデンドリマーにおいて、エネルギー伝達効率の時間・周波数実時間イメージング計測を行った。アンテナ分子を選択励起することにより、まずは励起状態のバンドの底付近までねじれ振動による緩和が生じ、次にコア部分との励起状態の波動関数の重なりにより1ピコ秒以下の超高速でエネルギー伝達が起こることがわかった。強相関有機ラジカルTTTA結晶においては、反磁性相の自己束縛励起子発光強度の減少と常磁性相への相転移割合には高い相関があることを見出した。

  • Research Products

    (10 results)

All 2009 2008 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (4 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Rapid Energy Transfer and its Temperature Dependence in π-Conjugated Dendrimers2009

    • Author(s)
      I. Akai
    • Journal Title

      Phys. Status Solidi(c) 6

      Pages: 77-80

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ultrafast Lasing due to Electron-Hole Plasma in ZnO Nano-Multipods2009

    • Author(s)
      S. Mitsubori
    • Journal Title

      J. Phys. : Condens. Matter 21

      Pages: 064211 : 1-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Highly Efficient Photoinduced Phase Transitions in an Organic Radical Crystal via Two-Photon Absorotion Process2009

    • Author(s)
      T. Kon
    • Journal Title

      Phys, Rev. B 79

      Pages: 035106 : 1-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rapid Energy Transfer in a Dendrimer Having π-conjugated Light-Harvesting Antennas2008

    • Author(s)
      I. Akai
    • Journal Title

      New J. Phys. 10

      Pages: 125024 : 1-22

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 反射型エシェロン光学素子を用いた超短光パルス計測2009

    • Author(s)
      堺原弘行
    • Organizer
      日本物理学会第64回年次大会
    • Place of Presentation
      東京(立教大学)
    • Year and Date
      2009-03-28
  • [Presentation] 光捕集性デンドリマーのπ共役性とエネルギー伝達効率2009

    • Author(s)
      永吉祐子
    • Organizer
      日本物理学会第64回年次大会
    • Place of Presentation
      東京(立教大学)
    • Year and Date
      2009-03-28
  • [Presentation] 生体関連物質における超高速光応答の時間・周波数実時間イメージング2009

    • Author(s)
      武田淳
    • Organizer
      学際物質科学研究会「先端光計測と光応答性材料」
    • Place of Presentation
      つくば(筑波大学)(招待講演)
    • Year and Date
      2009-03-14
  • [Presentation] ナノスター型光捕集デンドリマーの超高速エネルギー移動における側鎖依存性2008

    • Author(s)
      山田愛
    • Organizer
      第19回光物性研究会
    • Place of Presentation
      大阪(大阪市立大学)
    • Year and Date
      2008-12-05
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.phys.ynu.acjp/labs/takeda/index.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光学遅延素子および光パルス計測装置2008

    • Inventor(s)
      武田淳, 片山郁文
    • Industrial Property Rights Holder
      武田淳, 片山郁文
    • Industrial Property Number
      特願2008-304631
    • Filing Date
      2008-11-28

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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