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電子・励起子伝搬の量子位相制御による光演算分子素子

研究課題

研究課題/領域番号 14350448
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 工業物理化学
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 西村 賢宣  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60218211)
秋本 誠志  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40250477)
佐藤 信一郎  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10262601)
研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
14,500千円 (直接経費: 14,500千円)
2003年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
2002年度: 8,900千円 (直接経費: 8,900千円)
キーワードコヒーレント光化学反応 / 量子コヒーレンス / 超短パルスレーザー / 励起エネルギー移動 / 分子配列系
研究概要

反応分子が接近した分子配列系では、分子間に強い相互作用が働き、励起移動や電子移動などの光化学過程が量子論的な波動の伝搬として超高速コヒーレント過程として起る。光化学反応が量子位相が保たれた状態で進行し、この位相干渉を利用すると反応が打ち消されたり強めたりることができて、反応の制御が可能になるとともに、励起レーザモードに依存する論理演算系をつくることができる。本研究においては次のような成果をあげることができた。
(1)分子配列系におけるコヒーレント光化学反応の確立
アントラセン、ペリレンなどの分子二量体およびポルフィリンデンドリマーについて、相互作用によって分裂した2つの状態を超短パルスレーザーでコヒーレントに励起することによって、蛍光異方性減衰のうえに量子ビートが現れることを見い出し、これが量子系の時間発展において2つの状態の間で回帰振動によるものであることを確かめた。これらの結果は、分子系におけるコヒーレント光化学反応のはじめての観測として位置付けられ、理論的にも量子波束の運動に関して明確になった。
(2)位相ロック2重レーザーパルス照射法による光スイッチング素子への展開
コヒーレント光化学反応を演算素子へ展開するために、位相を固定した2重レーザーパルス照射の装置を完成させ、分子二量体およびポルフィリンデンドリマーにおける反応の位相干渉効果を観測することができ、2重パルスの光の位相を変えることにより、光スイッチング動作を確認することができた。

報告書

(3件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (23件)

  • [文献書誌] I.Yamazaki: "Observation of quantum coherence in recurrence motion of exciton in anthracne dimers in solution"J.Am.Chem.Soc.. 125. 7192-7193 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Yamada: "Photovoltaic properties of self-assembled monolayers of porphyrins and porphyrin-fullerrene dyads on ITO and gold surfaces"J.Am.Chem.Soc.. 125. 9129-9139 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kano: "Convenient scaffold for forming heteroporphyrin arrays in aqueous media"J.Am.Chem.Soc.. 125. 10625-10634 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Sato: "Coherent control of oscillatory excitation transfer in dithia-1,5[3,3]anthracenophane by a phase-locked fs pulse pair"J.Phys.Chem.A. 107. 10019-10025 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Yamazaki: "Oscillatory excitation transfer in dithiaanthracenophane : Quantum beat in a coherent photochemical process in solution"J.Phys.Chem.A. 106. 2122-2128 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Yamazaki: "Observation of quantum coherence in recurrence motion of exciton in anthracene dimers in solution."J.Am.Chem.Soc.. 125. 7192-7193 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Yamada: "Photovoltaic properties of self-assembled monolayers of porphyrins and porphyrin-fullerrene dyads on ITO and gold surfaces."J.Am.Chem.Soc.. 125. 9129-9139 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kano: "Convenient scaffold for forming heteraporphyrin arrays in aqueous media."J.Am.Chem.Soc.. 125. 10625-10634 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Sato: "Coherent control of oscillatory excitation transfer in dithia-1,5[3,3]anthracenophane by a phase-locked fs pulse pair."J.Phys.Chem.. 107. 10019-10025 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Yamazaki: "Oscillatory excitation transfer in dithiaanthracenophane : quantum best in a coherent photochemical process in solution."J.Phys.Chem.. 106. 2122-2128 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Yamazaki: "Observation of quantum coherence in recurrence motion of exciton in anthracene dimers in solution"J.Am.Chem.Soc.. 125. 7192-7193 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Yamada: "Photovoltaic properties of self-assembled monolayers of porphyrins and nornhyrin-fullerrene dyads on ITO and gold surfaces"J.Am.Chem.Soc.. 125. 8129-9193 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kano: "Convenient scaffold for forming heteroporphyrin arrays in aqueous media"J.Am.Chem.Soc.. 125. 10625-10634 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Sato: "Coherent control of oscillatory excitation transfer in dithia-1.5[3.3]anthracenophane by a phase-locked fs pulse pair"J.Phys.Chem.A. 107. 10019-10025 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kasajima: "Evidence of vibrational relaxation from non-Boltzmann distribution over y-0,1,2 levels in S1 perylene in solution"Chem.Phys.Lett.. 375. 227-232 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Mimuro: "Analyses of excitation energy transfer processes from siphonaxanthin to chloropyll in a green alga Codium fragile"Plant Cell Physiol.. 44. 157-157 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] I.Yamazaki, S.Akimoto: "Oscillatory excitation energy transfer in dithiaanthracenophane ; Quantum beat in a coherent photochemical process in solution"J. Phys. Chem. A. 106. 2122-2128 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Hasegawa, S.Enomoto, I.Yamazaki: "Intramolecular excitation energy transfer in bichromophoric compounds in stretched polymer films"J. Phys. Chem. B. 106. 4925-4932 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ito, I.Yamazaki, N.Ohta: "Distance dependence of the electric field effect on photochemical electron transfer tunneling between cayanine dyeds"J. Phys. Chem. B. 106. 895-898 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Akimoto, I.Yamazaki: "Temperature effects on excitation relaxation dynamics of the carotenoid and its analogues probed by fs fluorescence"J. Phys. Chem. A. 106. 2237-2243 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Arima, S.Akimoto, I.Yamazaki: "Excitation relaxation dynamics and molecular dispersion of maltohexaose-linked tetraphenylporphyrins in aqueou solution"Chem. Phys. Lett.. 361. 152-158 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 山崎 巌: "高分子とコヒーレント光化学反応"高分子. 51巻. 940-943 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 山崎 巌: "化学フロンティア・分子ナノテクノロジー"化学同人. 232 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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