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高性能時間分解高周波電子スピン共鳴装置の開発と励起状態研究への応用

研究課題

研究課題/領域番号 18559001
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物理化学
研究機関東北大学

研究代表者

イスラム サイフル  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (80431469)

研究分担者 山内 清語  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (10127152)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 240千円)
2007年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2006年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
キーワード時間分解ESR / ESR装置 / 励起状態 / 高時間分解能 / 高周波ESR / 電子スピン共鳴 / 光物性 / 化学物理 / 磁性 / 励起三重項 / WバンドESR / 励起高スピン状態 / 金属ポルフィリン / フラーレン誘導体 / ゼロ磁場分裂
研究概要

高磁場高周波ESR装置の開発と応用研究について、以下のような成果が得られた。
1.装置の高速化のために、140MHz広帯域アンプを購入したが、このアンプとマイクロ波の検波器ダイオードとのインピーダンス(200オーム)のマッチングを行った。この結果、信号のロスがなくなると共に、高周波ESR装置に5nsの時間分解能が実現できた。
2.これを用いて、溶液中と低温固相中で、励起三重項-ラジカル系の励起多重項状態の高速信号を観測し、励起状態ダイナミクスとスピン緩和解析のデータを得た。
3.これまで感度の問題で観測が困難であった励起三重項-ラジカル系の励起多重項状態の熱分布信号を初めて観測した。これにより分布数が温度で決まることから、スペクトルの解析が容易になり、励起多重項間のエネルギー差、交換相互作用Jを正確に評価することが出来た。
4.3のエネルギー差Jの解析により、より複雑にスピン分極した状態のスペクトルも解析可能になり、励起状態ダイナミクスやスピン緩和速度を決定することが出来た。
5.これらの観測と解析を2つのラジカル異性体を用いて行うことにより、励起ダイナミクスなどを決める重要因子の抽出に成功した。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (13件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Identification of Cy385 in the Isolated kinase Insertion Domain of Heme-regulated eIF2αkinase(HRI)as the Heme Axial Ligand by Site-Directed Mutagenesis and Spectral Characterization.2007

    • 著者名/発表者名
      K. Hirai , et. al.,
    • 雑誌名

      J. Inorg. Biochem 101

      ページ: 1172-1179

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Substituent Effect on g-Tensor: Multi-frequency ESR Study and DFT Calculation of Polycrystallie Phenoxyl Radical Derivatives in Diamagnetic Crystals2007

    • 著者名/発表者名
      T. Yamaji , et. al.,
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A., 111

      ページ: 4612-4619

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin Coupling in the Supramolecular Structure of a New Tetra (Quinoline-TEMO) Yttrium(III)Complex2007

    • 著者名/発表者名
      L. Maretti , et. al.,
    • 雑誌名

      Inog. Chem., 46

      ページ: 660-669

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of Cy385 in the Isolated kinase Insertion Domain of Heme-regulated eIF2αkinase (HRI) as the Heme Axial Ligand by Site-Directed Mutagenesis and Spectral Characterization.2007

    • 著者名/発表者名
      K. Hirai, et. al.,
    • 雑誌名

      J. Inorg. Biochem 101

      ページ: 1172-1179

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Substituent Effect on g-Tensor: Multi-frequency ESR Study and DFT Calculation of Polycrystalline Phenoxyl Radical Derivatives in Diamagnetic Crystals2007

    • 著者名/発表者名
      T. Yamaji, et. al.,
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A., 111

      ページ: 4612-4619

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin Coupling in the Supramolecular Structure of a New Tetra (Quinoline-TEMO) Yttrium (III) Complex2007

    • 著者名/発表者名
      L. Maretti, et. al.,
    • 雑誌名

      Inog. Chem., 46

      ページ: 660-669

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] EPR and ENDOR Studies of the Distal Coordination of Shark Heart Myoglobin2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Ohba et al.
    • 雑誌名

      Appl. Magn. Reson. 31

      ページ: 527-540

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Spin Coupling in the Supramolecular Structure of a New Y(Quinoline-TEMO)_4 Complex2007

    • 著者名/発表者名
      Maretti et al.
    • 雑誌名

      Inorg. Chem. 46

      ページ: 660-669

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Interplanar Interaction in the Excited Triplet States of Carbazole Dimers by Means of Time-resolved EPR2006

    • 著者名/発表者名
      I. SM. Saiful , et. al.,
    • 雑誌名

      Mo1. Phys., 104

      ページ: 1535-1542

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electron Spin Polarization in an Excited Triplet-Radical Pair System. Generation and Decay of the State2006

    • 著者名/発表者名
      V.F.Tarasov.et al.
    • 雑誌名

      Appl. Magn. Reson. 30

      ページ: 619-639

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A New Series of Radical-Triplet Pair System : Modulation of Radical-Triplet Interaction by a Counter Ion2006

    • 著者名/発表者名
      L.Maretti et al.
    • 雑誌名

      Mol. Phys. 104

      ページ: 1619-1626

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Interplanar Interaction in the Excited Triplet States of Carbazole Dimers by Means of Time-resolved EPR2006

    • 著者名/発表者名
      I.SM Saiful et al.
    • 雑誌名

      Mol. Phys. 104

      ページ: 1535-1542

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Advantages in Observations of Thermally Populated Signals at the W-band in the Excited States2007

    • 著者名/発表者名
      ISM. Saiful
    • 学会等名
      ISESS-SEST
    • 発表場所
      Shizuoka
    • 年月日
      2007-11-08
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Abnorlnally Strong Thermally Populated Signal of Zn Porphyrin in the Excited Triplet State and Paraffin Solution2007

    • 著者名/発表者名
      K. Takahashi
    • 学会等名
      ISESS-SEST
    • 発表場所
      Shizuoka
    • 年月日
      2007-11-08
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Abnormally Strong Thermally Populated Signal of Zn Porphyrin in the Excited Triplet State and Paraffin Solution2007

    • 著者名/発表者名
      K. Takahashi
    • 学会等名
      ISESS-SEST
    • 発表場所
      Shizuoka
    • 年月日
      2007-11-08
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] ポルフィリン励起三重項状態における常温の高周波ESR法2007

    • 著者名/発表者名
      イスラム サイフル
    • 学会等名
      化学系7学協会連合東北地方大会
    • 発表場所
      山形
    • 年月日
      2007-09-22
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] High Frequency EPR of Excited Triplet Porphyrin in Solution2007

    • 著者名/発表者名
      I SM. Saiful
    • 学会等名
      Chemical Society, Meeting in the Tohoku District
    • 発表場所
      Yamagata
    • 年月日
      2007-09-22
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Determination of the Sign and Absolute Value of Exchange Interaction in Excited Triplet ZnTPP-radical Pair Systems2007

    • 著者名/発表者名
      I.SM. Saiful
    • 学会等名
      第1回分子科学討論会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-09-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Determination of the Sign and Absolute Value of Exchange Interaction in Excited Triplet ZnTPP-radical Pair Systems2007

    • 著者名/発表者名
      I. SM. Saiful
    • 学会等名
      1^<st> Conference of Molecular Science
    • 発表場所
      Sendai
    • 年月日
      2007-09-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Advantages of W-band EPR Studies on the Excited Spin Multiplet States in Solid Solution2007

    • 著者名/発表者名
      S. Yamauchi
    • 学会等名
      10th International Symposium on Spin and Magnetic Field Effects in Chemistfy and Related Phenomena
    • 発表場所
      Venice (Italy)
    • 年月日
      2007-06-19
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Advantages of W-band EPR Studies on the Excited Spin Multiplet States in Solid Solution2007

    • 著者名/発表者名
      S. Yamauchi
    • 学会等名
      10th International Symposium on Spin and Magnetic Field Effects in Chemistry and Related Phenomena
    • 発表場所
      Venice (Italy)
    • 年月日
      2007-06-19
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Observation of Excited Multiplet states in Frozen Solution for Excited Triplet-Radical Pairs by means of W-band Time-ResplvedEPR2006

    • 著者名/発表者名
      I.SM. Saiful
    • 学会等名
      ISESS-SEST
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2006-11-15
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Observations of Excited Multiplet states in Frozen Solution for Excited Triplet -Radical Pairs by means of W-band Time-Resolved EPR2006

    • 著者名/発表者名
      I. SM. Saiful
    • 学会等名
      ISESS-SEST
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2006-11-15
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Assignment of the Central Peaks in Excited triplet Porphyrin Rdicalsystems by Means of X-and W-band Time-resolved EPR2006

    • 著者名/発表者名
      I.SM. Saiful
    • 学会等名
      Asia-Pacific EPR/ESR Symposium 2006
    • 発表場所
      Novosibirsk (Russia)
    • 年月日
      2006-08-23
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Assignment of the Central Peaks in Excited triplet Porphyrin- Rdicalsystems by Means of X-and W-band Time-resolved EPR2006

    • 著者名/発表者名
      I. SM. Saiful
    • 学会等名
      Asia-Pacific EPR/ESR Symposium, 2006
    • 発表場所
      Novosibirsk (Russia)
    • 年月日
      2006-08-23
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [備考] 「研究成果報告書概要(和文)」より

    • URL

      http://www.tagen.tohoku.ac.jp/labo/yamauchi/index-j.html

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [備考]

    • URL

      http://www.tagen.tohoku.ac.jp/labo/yamauchi/index-j.html

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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