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光機能材料のための高速光物性計測装置の製作

研究課題

研究課題/領域番号 09354008
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 機能・物性・材料
研究機関北海道大学

研究代表者

山崎 巌  北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80002111)

研究分担者 小石 結  浜松ホトニクス株式会社, システム事業部, 部長
秋本 誠志  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40250477)
西村 賢宣  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60218211)
太田 信廣  北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (70113529)
研究期間 (年度) 1997 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
23,700千円 (直接経費: 23,700千円)
1998年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
1997年度: 20,900千円 (直接経費: 20,900千円)
キーワード蛍光アップコンバージョン法 / フェムト秒ダイナミクス / 有機薄膜 / 光分子素子 / フェトム秒時間分解蛍光 / フェムト秒時間分解蛍光
研究概要

近年、高速・高密度光記録や超高速光スイッチング素子の開発へ向けて研究が進められているが、これらの研究においては、光励起分子の超高速反応過程を追跡することが基本的であり、これまでのピコ秒領域から一歩進んでフェムト秒領域での計測が必要となっている。本研究では、申請者らが考案した新しい技術的な工夫、ロックイン法式蛍光アップコンバージョン法に基づく装置を作製し、汎用装置を開発することが目的である。
(1) ロックイン検出方式による蛍光アップコンバージョン装置の完成 本研究が目標とする基本的な装置を完成させ、目標とする性能を得ることができた。実際に、有機薄膜、フィルム等の極端条件下にある試料について、ロックイン検出方式の特質である高いS/N比のフェムト秒領域の蛍光減衰曲線が測定された。これらの測定は、従来の通常の蛍光アップコンバージョン法では不可能なものであり、そのデータはまた、分子配列系における電子移動や励起移動に関して非平衡状態における超高速現象が捉えており、本装置が物理化学の新しい展開を生み出すうえで大きな役割を果たすことができることを示している。
(2) コンピューター制御のためのソフトウエアの整備 本装置の特色は、装置を運転するうえで基本的なルーチン操作のためのコンピューターソフトウエアとともに、種々の観測波長にわたる減衰曲線の集合から時間分解スペクトルの作成のコンピューターソフトウェアを完備していることである。また基本的な測定データすなわち蛍光減衰曲線の解析のための基本プログラムについても作成した。
(3) 試作機の完成と総合特性評価試験 種々の有機薄膜についてフェムト秒蛍光分光計測を行い、どの程度まで薄い分子膜の試料まで測定し得るか測定限界を決定した。本研究で製作したロックイン検出方式の装置は、感度について従来の方法と比較しておよそ50倍の向上がみられ、本装置が、有機薄膜や液晶性薄膜などの超高速光物性について、精度の高い測定を可能ならしめることを確認した。
(4) 残された研究項目と全体評価 本装置を市販普及型装置として完成させるべく各種の解析ソフトウエアを完備させることが残されているが、これについては現在浜松ホトニクス(株)において進められている。以上の研究成果によって、当初の目標の90%近くにまで到達させることができたと考えている。

報告書

(3件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (30件)

  • [文献書誌] I.Yamazaki, S.Akimoto, A.Osuka, H. Shiratori: "Ultrafast energy relaxation and excitation delocalization in excuted states of Zinc porphyrin dimers and trimer" Acta Phys.Polonica A,. 95. 105-120 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Abe, Y.Nishimura, I.Yamazaki, N.Ohta: "Remarkable electric field effect on the absorption intensity of a molecular aggregate of photomerocyanine in aPMMA film" Chem.Lett.1999. 165-166 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Ohta, S.Umeuchi, Y.Nishimura, I.Yamazaki: "Electric-field induced quenching of exciplex fluorescence and photocurrent generation in a mixture of ethylcarbazole" J.Phys.Chem.102. 3784-3790 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Ohta, T.Kanada, I.Yamazaki, M.Ito: "External electric field effects on the fluorescence of methy-lene-linked pyrene and N, N-dimethylaniline in PMMA films" Chem.Phys.Lett.292. 535-541 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Mimuro, M.Watanabe, M.Tokutomi, I.Yamazaki: "Multiple pathways of excitation energy flow in the photo-synthetic pigment system of a cryptophyte, cryptomonas sp." Phycological Rep.46. 155-164 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Nakano, A.Osuka, ±I.Yamazaki, N.Nishimura: "Windmill-like porphyrin arrays as potent light-harbesting antenna complexes" Angew.Chem.Int.Ed.37. 3023-3027 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Yamazaki: "Functionality of Molecular Systems Vol.2" Springer-Verlag Tokyo, 245 (1999)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 山崎 巌: "光コンピューティングの事典" 朝倉書店, 534 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Yamazaki, S.Akimoto, T.Yamazaki, A.Osuka: "Ultrafast energy relaxation and excitation delocal-ization in excited states of zinc porphyrin dimers and trimer" Acta Phys.Polonica A. 95. 105-120 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Abe, Y.Nishimura, I.Yamazaki and N.Ohta: "Remarkable electric field effect on the absorption intensity of a molecular aggregate of photomerocy-anine in a PMMA polymer film" Chem.Lett.165-166 (1999)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Ohta, S.Umeuchi, Y.Nishimura and I.Yamazaki: "Electric-field induced quenching of exciplex fluorescence and photocurrent generation in a mixture of ethylcarbazole" J.Phys.Chem.102. 3784-3790 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Ohta, T.Kanada, I.Yamazaki and M.Ito: "External electric field effects on the fluor-escence of methylene-linked pyrene and N,N-dimethylaniline in PMMA films" Chem.Phys.Lett.292. 7858-7865 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Mimuro, N.Tamai, A.Murakami, M.Erata, M.M.Watanabe, M.Tokutomi and I.Yamazaki: "Multiple pathways of excitation energy flow in the photosynthetic pigment system of a crypto-phyte, Cryptomonas sp. (CR-1)" Phycological Rep.46. 155-164 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Nakano, A.Osuka, I.Yamazaki, T.Yamazaki and Y.Nishimura: "Windmill-like porphyrin arrays as potent light-harvesting antenna complexes" Angew.Chem.Int.Ed.37. 3023-3027 (1998)

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Yamazaki: Functionality of Molecular Systems. Vol.2. Springer-Verlag Tokyo Total pages, 245 (1997)

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Yamazaki: Dictionary of Optical Computing. Asakura, Tokyo Total pages, 534 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Yamazaki, S.Akimoto, A.Osuka, H.Shiratori: "Ultrafast energy relaxation and excitation delocalization in excuted states of Zinc porphyrin dimers and trimer" Acta Phys.Polonica A. 95. 105-120 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] S.Abe, Y.Nishimura, I.Yamazaki, N.Ohta: "Remarkable electric field effect on the absorption intensity of a molecular aggregate of photomerocyanine in aPMMA film" Dhem.Lett.1999. 165-166 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.Ohta, S.Umeuchi, Y.Nishimura, I.Yamazaki: "Electric-field induced quenching of exciplex fluorescence and photocurrent generation in a mixture of ethylcarbazole" J.Phys.Chem.102. 3784-3790 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.Ohta, T.Kanada, I.Yamazaki, M.Ito: "External electric field effects on the fluorescence of methy-lene-linked pyrene and N,N-dimethylaniline in PMMA films" Chem.Phys.Lett.292. 535-541 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Mimuro, M.Watanabe, M.Tokutomi, I.Yamazaki: "Multiple pathways of excitation energy flow in the photo-synthetic pigment system of a cryptophyte,cryptomonas sp." Phycological Rep.46. 155-164 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] A.Nakano, A.Osuka, ± I.Yamazaki, N.Nishimura: "Windmill-like porphyrin arrays as potent light-harvesting antenna complexes" Angew.Chem.Int.Ed.37. 3023-3027 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] I.Yamazaki: "Functionality of Molecular Systems Vol.2" Springer-Verlag Tokyo, 245 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] I.Yamazaki, S.AkimotoN.Ohta: "Non-equilibrium excitation energy transfer in sequential stacking molecular systems" J.Luminescence. 72/74. 71-74 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] N.Ohta, T.Nomura I.Yamazaki: "External electrifield effect on photoinduced interlayer electron transfer in LB films" J.Photochem.Photobiol.106. 37-43 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] M.Mimuro, S.Akimoto, I.Yamazaki: "Effect of molecular structures and solvents on the excited state dynamics of the S2 state of carotenoids" J.Am.Chem.Soc.119. 1452-1453 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] N.Ohta, M.Koizumi, Y.Nishimura, I.Yamazaki: "External electric field effects on fluorescence in an electron donor and acceptor system" J.Phys.Chem.100. 16466-16471 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 山崎 巌, 大須賀篤弘, 三室 守, 太田信廣: "分子系超構造における光量子ダイナミクス-光合成系から分子コンピューターへ" 表面. 35. 418-424 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 三室 守, 山崎 巌: "光エネルギーを運ぶ分子配列によるハイウエーの設計" 化学と工業. 50. 713-716 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 山崎 巌: "光コンピューティングの事典" 朝倉書店, 534 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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