2007 Fiscal Year Annual Research Report
高強度フェムト秒レーザーによるランタニドイオンの多光子還元反応と同位体濃縮
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19350016
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
中島 信昭 Osaka City University, 大学院・理学研究科, 教授 (00106163)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
八ツ橋 知幸 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 講師 (70305613)
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| Keywords | Eu,Sm / フェムト秒パルス / 多光子還元 / フェムト秒白色光 / 溶媒和電子 |
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| Research Abstract |
以前にEu^<3+>が共鳴多光子励起によってEu^<2+>へ光還元されることを見出していたが、今回Eu^<3+>は溶液中で非共鳴励起でもEu^<2+>へ光還元を起こすことを見出した。試料はEuCl_36H_2Oのメタノール溶液に15-Crown-5を加え脱ガスした。レーザーは、800nm、45fsで、焦点距離200mmのレンズを用い、焦点前方20mmに試料を配置し、照射した。生成物であるEu^<2+>はLED(380nm)を励起光源とし、その蛍光により評価した。
レーザーパルスエネルギー、300μJ/パルスを0-180000ショット照射した後、試料の蛍光スペクトルを測定した。Eu^<2+>の生成が観測された場合には、同時に、レーザー光は白色光へ変換されることが分かった。白色光へフェムト秒パルスが変換される場合溶液中ではフィラメントが形成され、溶媒のイオン化が起きていることが知られている。従って反応機構は以下のように考えられる。レーザー光により溶媒がイオン化し、溶媒和電子を生成する。その電子がEu^<3+>によりトラップされ、Eu^<2+>が生成した。この機構はガラス中でのEu^<2+>生成にも適用できる。また、以前に我々が報告した共鳴3光子還元反応とは異なる機構である。
なお、Eu^<2+>生成のレーザーエネルギー依存性は3次の傾きを示した。エタノールは800nmのフェムト秒パルス5光子でイオン化することが知られている。また、Eu^<2+>は800nmのフェムト秒パルスで2光子励起され、蛍光を発することを目視している。Eu^<2+>が励起されると溶媒のメタノールを還元し、Eu^<3+>に逆戻りする可能性がある。これら諸反応の結果、見かけ上、3光子過程のように見える(3次の傾きになった)と解釈した。
今年度より、Smの系に実験の中心を移す。
研究発表の成果の記載では、関連のフェムト秒イオン化の結果を含めた。
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