超高速レーザー分光法による分子集団系の光誘起電子移動過程の研究

• Project/Area Number: 06F06785
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Research Field: Physical chemistry
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 宮坂 博 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): FALKENSTROM Magnus Antton 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2006: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: フェムト秒分光 / 金属無機錯体 / レニウム錯体 / 過渡吸収測定 / 項間交差 / 配位子置換反応

Research Abstract

無機金属錯体には、光増感作用や光機能性を有し光耐久性の高いものも多いことから、太陽電池などへの応用を含め光機能性デバイスへの利用が試みられている。また光励起後非常に迅速に(<100フェムト秒)に三重項状態などスピン多重度の高い電子励起状態に緩和(項間交差)するとともに、配位子と中心金属との間でのMLCTなどの特徴的な電子状態を形成するなど基礎的にも興味深い電子状態間を行う。しかし、これらの基礎的過程に対しては、数10フェムト秒以内の分解能を持つ直接的な実験的な研究はほとんど行われておらず、1,2のルテニウム化合物などの代表的な系に対するフェムト秒分光が行われたに過ぎなかった。この理由の1つには金属錯体の励起中間体の分子吸光係数が小さく、また発光も小さな輻射速度定しか持たないなど、過渡的な測定に不利な条件が多いことにもよる。本研究では、このような微小信号の測定を可能とするため、現有のフェムト秒OPA分光システムに非線形結晶やミラー、レンズ系などを購入し光学系の改良を、また高速ADボードなどを購入しデータ取得の時間短縮を行い測定系全体の改良を行い、S/N比を10倍以上向上させるシステムを構築した。また、これらのシステムを応用し、Re錯体に対して蛍光アップコンバージョン測定による一重項-三重項項間交差の直接測定、過渡吸収測定による励起波長に依存した高速配位子交換反応のダイナミクス測定を行った。その結果、Re錯体系では、70fsの交換交差、1ps以内の高速の配位子交換反応を確認することができた。