2020 Fiscal Year Annual Research Report
レーザー誘起衝撃波を用いたメカノクロミック発光錯体の機械特性解析
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19K15577
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
藤井 翔 北海道大学, 理学研究院, 助教 (90725425)
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2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | メカノクロミック発光現象 / パルスレーザー衝撃波 / 自己修復 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に見出したレーザー誘起衝撃波により生じるメカノクロミック発光現象について，金錯体 [(C6F5Au)2(μ-1,4-diisocyanobenzene)]の単結晶に対して研究を行い，力学的な解析を行った．まず，ガラス基板上に発生する衝撃波について小型の加速度計を用いて計測し，パルスレーザーのフルエンスと衝撃波の加速度との関係を調べた．フルエンスが大きくなると計測される加速度と比例関係が見られなくなり，ガラス基板がアブレーションを起こすことを確認した．一方で，錯体試料の計測に用いるフルエンスの低い領域ではアブレーションは見られず，加速度と比例関係に近似できることが明らかになった．この検量線をもとに，メカノクロミック現象が生じるレーザーフルエンスの閾値を加速度および力に換算すると，マイクロニュートン程度のオーダーで現象が起きていると見積もられた．また，レーザーフルエンス閾値近くにおいて，時間経過とともに元の発光色(結晶状態)に戻る現象が観察された．レーザーフルエンスを高くすると可逆性は見られなかったことから，既報の金錯体には中間状態が存在することが明らかになった．
これらの研究を通し，従来のすり潰しによるメカノクロミック発光現象において，少なくとも摩擦熱と摩擦力の２種類に起因する機構があることがわかった．また，レーザー誘起衝撃波のレーザーフルエンス依存性を調べることにより，力の定量評価が可能であることが示された．さらに，既報の金(I)錯体には自己修復を示す中間状態が存在することを見出した．このように，レーザー誘起衝撃波を力学的刺激として用いることにより，メカノクロミック現象について新たな知見を得ることに成功した．
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