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フェムト秒電子和周波発生分光によるフォトクロミック界面の光励起ダイナミクスの解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K14180
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分32010:基礎物理化学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

五月女 光  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (60758697)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードフォトクロミック分子 / 超高速分光 / 電子和周波発生分光 / 光機能 / フォトクロミック反応 / 電子和周波発生分光法 / 光異性化反応 / 時間分解分光 / 光機能界面 / 過渡吸収分光 / 励起状態ダイナミクス
研究成果の概要

界面や表面におけるフォトクロミック反応は、表面物性の光スイッチングや液晶分子配向の光制御などにおいて重要な役割を担っている。こうした光機能性材料の機能発現過程の解明を目的として、界面の過渡吸収分光に相当するフェムト秒時間分解電子和周波発生分光装置を構築し、フォトクロミック分子の超高速異性化反応の分子機構や反応の支配因子の解明に取り組んだ。過渡吸収分光や時間分解振動分光を援用し、測定に適した分子系の選定を行うとともに、測定上問題となった試料の劣化を解決するために回転試料ステージを導入し界面の計測を進め、本手法の機能性材料などの広範な試料系への応用の端緒を開いた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の主眼であるフォトクロミック分子系は、表面物性の光スイッチングや液晶分子配向において界面機能を担っており、これまではバルク溶液における光計測から明らかになった反応速度や反応量子収率などの知見をもとに材料設計がなされてきたが、これを表面にあるがままの形態で計測することをめざした本研究の分光計測技術の開発や得られた成果は、表面・界面の材料物性研究の足がかりになると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 1件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (33件) (うち国際学会 13件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Slow photoionization via higher excited states of N,N-dimethylaniline in ethanol solution probed by femtosecond transient absorption spectroscopy under two-pulse two-photon excitation2021

    • 著者名/発表者名
      Koga Masafumi、Miyake Yuto、Hayasaka Mizuki、Sotome Hikaru、Miyasaka Hiroshi
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 154 号: 5 ページ: 054304-054304

    • DOI

      10.1063/5.0028018

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Geometrical Evolution and Formation of the Photoproduct in the Cycloreversion Reaction of a Diarylethene Derivative Probed by Vibrational Spectroscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Sotome Hikaru、Okajima Hajime、Nagasaka Tatsuhiro、Tachii Yuka、Sakamoto Akira、Kobatake Seiya、Irie Masahiro、Miyasaka Hiroshi
    • 雑誌名

      ChemPhysChem

      巻: 21 号: 14 ページ: 1524-1530

    • DOI

      10.1002/cphc.202000315

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ultrafast capture of electrons ejected by photoionization leading to the formation of a charge-separated state at a high energy level2020

    • 著者名/発表者名
      Kawakami Tomomi、Koga Masafumi、Sotome Hikaru、Miyasaka Hiroshi
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 22 号: 31 ページ: 17472-17481

    • DOI

      10.1039/d0cp02029j

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Dominant Factor of the Cycloreversion Reactivity of Diarylethene Derivatives as Revealed by Femtosecond Time-Resolved Absorption Spectroscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Sotome, Kanako Une, Tatsuhiro Nagasaka, Seiya Kobatake, Masahiro Irie, Hiroshi Miyasaka
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys.

      巻: 152 号: 3 ページ: 034301-034301

    • DOI

      10.1063/1.5134552

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Restriction of the Conrotatory Motion in Photo-Induced 6π Electrocyclic Reaction: Formation of the Excited State of the Closed-Ring Isomer in the Cyclization2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiro Nagasaka, Hikaru Sotome, Soichiro Morikawa, Lucas Martinez Uriarte, Michel Sliwa, Tsuyoshi Kawai, Hiroshi Miyasaka
    • 雑誌名

      RSC Adv.

      巻: 10 号: 34 ページ: 20038-20045

    • DOI

      10.1039/d0ra03523h

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Crystallization-induced emission of 1,2-bis(3-methyl-5-(4-alkylphenyl)-2-thienyl)perfluorocyclopentenes: A mechanical and thermal recording system2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsumoto Nakahama; Daichi Kitagawa; Hikaru Sotome; Syoji Ito; Hiroshi Miyasaka; Seiya Kobatake*
    • 雑誌名

      Dyes and Pigments

      巻: 160 ページ: 450-456

    • DOI

      10.1016/j.dyepig.2018.08.031

    • NAID

      120006955107

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2019813

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ionization Dynamics of a Phenylenediamine Derivative in Solutions as Revealed by Femtosecond Simultaneous and Stepwise Two-Photon Excitation2019

    • 著者名/発表者名
      M. Koga, Y. Yoneda, H. Sotome, H. Miyasaka
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 21 号: 6 ページ: 2889-2898

    • DOI

      10.1039/c8cp06530f

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cyclization reaction dynamics of an inverse type diarylethene derivative as revealed by time-resolved absorption and fluorescence spectroscopies2019

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Sotome; Daichi Kitagawa; Tatsumoto Nakahama; Syoji Ito; Seiya Kobatake; Masahiro Irie*; Hiroshi Miyasaka*
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: Published online 号: 17 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1039/c8cp07393g

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiphoton-Gated Cycloreversion Reaction of a Fluorescent Diarylethene Derivative as Revealed by Transient Absorption Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      T. Nagasaka, T. Kunishi, H. Sotome, M. Koga, M. Morimoto, M. Irie, H. Miyasaka
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 20 号: 30 ページ: 19776-19783

    • DOI

      10.1039/c8cp01467a

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cycloreversion Reaction of a Fulgide Derivative in Higher Excited States Attained by Femtosecond Two-Photon Pulsed Excitation2018

    • 著者名/発表者名
      T. Nagasaka, H. Sotome, Y. Yoshida, Y. Yokoyama, H. Miyasaka
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 122 号: 43 ページ: 24987-24995

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b06271

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stepwise Two-Photon-Induced Electron Transfer from Higher Excited States of Noncovalently Bound Porphyrin-CdS/ZnS Core/Shell Nanocrystals2018

    • 著者名/発表者名
      T. Uno, M. Koga, H. Sotome, H. Miyasaka, N. Tamai, Y. Kobayashi
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Lett.

      巻: 9 号: 24 ページ: 7098-7104

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.8b03106

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 多連光パルス列を用いたPump-Repump-Probe分光法における信号増幅法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      五月女 光, 古賀 雅史, 澤田 知弥, 宮坂 博
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 構造ダイナミクス解明に向けたフェムト秒誘導ラマン分光装置の開発2020

    • 著者名/発表者名
      森田 悠介, 五月女 光, 宮坂 博
    • 学会等名
      2020年web光化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 吸収スペクトルの温度依存性測定による蛍光性ジアリールエテンのUrbach tailを支配する因子の解明2020

    • 著者名/発表者名
      奥井 優里, 新免 遼, 長坂 龍洋, 五月女 光, 森本 正和, 入江 正浩, 宮坂 博
    • 学会等名
      2020年web光化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Coherent Control of Photochromic Reactions of 6pi Electron Systems Using Multiple Femtosecond Pulses2020

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Sotome
    • 学会等名
      Trombay Symposium on Radiation & Photochemistry 2020 (TSRP-2020)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Elucidation of Exceptional Electrocyclic Reaction Dynamics of a Dithiazolylarylene Derivative2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiro Nagasaka, Hikaru Sotome, Ryosuke Sei, Tsuyoshi Kawai, Hiroshi Miyasaka
    • 学会等名
      35th Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Elucidation of 6π-electrocyclic Reaction Dynamics of a Dithiazolylarylene Derivative2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiro Nagasaka, Hikaru Sotome, Ryosuke Sei, Tsuyoshi Kawai, Hiroshi Miyasaka
    • 学会等名
      The 29th International Conference on Photochemistry
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cycloreversion Reactivity of Photochromic Diarylethene Derivatives: Negative Correlation between the S1 State and Higher State Excited by Stepwise Two-Photon Absorption2019

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Sotome, Tatsuhiro Nagasaka, Seiya Kobatake, Hiroshi Miyasaka
    • 学会等名
      The 14th Femtochemistry Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a stimulated Raman spectrometer and its application to in situ structural tracking of molecular assembly processes in solution2019

    • 著者名/発表者名
      SOTOME Hikaru, MORITA Yusuke, MIYASAKA Hiroshi
    • 学会等名
      2019年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ジケトピロロピロール超分子ポリマーにおける励起子及びコヒーレントフォノンダイナミクス2019

    • 著者名/発表者名
      五月女 光, 深谷菜摘, 大城宗一郎, 山口茂弘, 宮坂 博
    • 学会等名
      第13回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 特異的な6π電子環状反応を示すジチアゾリルアリーレン誘導体の反応メカニズムの解明2019

    • 著者名/発表者名
      長坂 龍洋,五月女 光,Sliwa Michel,Uriarte Lucas,河合 壯,宮坂 博
    • 学会等名
      第13回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Cyclization reaction dynamics of an inverse type diarylethene derivative in solution and solid phases2019

    • 著者名/発表者名
      H. Sotome, D. Kitagawa, T. Nakahama, S. Ito, S. Kobatake, H. Miyasaka
    • 学会等名
      9th International Symposium On Photochromism
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Elucidation of Cyclization and Cycloreversion Reaction Dynamics of a Dithiazolylarylene Derivative2019

    • 著者名/発表者名
      T. Nagasaka, R. Sei, H. Sotome, T. Kawai, H. Miyasaka
    • 学会等名
      International Conference on Materials for the Millenium (MATCON 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 6π Electrocyclic Reaction Dynamics of a Dithiazolylarylene Derivative2019

    • 著者名/発表者名
      T. Nagasaka, R. Sei, H. Sotome, T. Kawai, H. Miyasaka
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 振動自由度を利用したジアリールエテン誘導体の多光子開環反応の高次制御2019

    • 著者名/発表者名
      五月女 光・立井 佑果・小畠 誠也・宮坂 博
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ピレノール誘導体ートリエチルアミン系における超高速プロトン移動反応ダイナミクス2019

    • 著者名/発表者名
      藤本 晋伍・五月女 光・宮坂 博
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Contribution of the S1-S1 Annihilation and Photothermal Effect to the Cycloreversion Reaction in Diarylethene Nanoparticles2019

    • 著者名/発表者名
      T. Kurata, H. Sotome, J. Su, J. Piard, R. Metivier, K. Nakatani, H, Miyasaka
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Coherent Control of the Two-Photon Cycloreversion Reaction of a Photochromic Diarylethene Derivative Using Vibrational Degree of Freedom2019

    • 著者名/発表者名
      H. Sotome, Y. Tachii, S. Kobatake, H. Miyasaka
    • 学会等名
      Handai-Kandai-GiessenDai Joint Seminar on Materials
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cycloreversion Reaction of a Fulgide Derivative in Higher Excited States Attained by Stepwise Two-Photon Excitation2018

    • 著者名/発表者名
      T. Nagasaka, H. Sotome, Y. Yokoyama, H. Miyasaka
    • 学会等名
      27th IUPAC International Symposium on Photochemsitry
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Two-Photon Cycloreversion Reaction of a Diarylethene Derivative with a Methoxy Group2018

    • 著者名/発表者名
      S. Fujimoto, H. Sotome, H. Miyasaka
    • 学会等名
      27th IUPAC International Symposium on Photochemsitry
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stepwise and Simultaneous Two-Photon Cycloreversion Reaction Dynamics of a Dithazolylarylene Derivative: Effects of Structural Relaxation and Symmetry2018

    • 著者名/発表者名
      T. Nagasaka, H. Sotome, T. Kawai, H. Miyasaka
    • 学会等名
      2018年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 過渡吸収二色性測定によるジアリールエテン誘導体の逐次2光子開環反応における中間状態の励起状態ダイナミクスの解明2018

    • 著者名/発表者名
      立井 佑果・五月女 光・小畠 誠也・宮坂 博
    • 学会等名
      2018年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 時間分解吸収・蛍光測定によるジチアゾリルアリーレン誘導体の6π電子環状反応メカニズムの解明2018

    • 著者名/発表者名
      清 亮輔・藤本 晋伍・長坂 龍洋・五月女 光・河合 壯・宮坂 博
    • 学会等名
      2018年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] メトキシ基をもつジアリールエテン誘導体の多光子開環反応ダイナミクス2018

    • 著者名/発表者名
      藤本 晋伍・長坂 龍洋・五月女 光・小畠 誠也・宮坂 博
    • 学会等名
      2018年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 6π電子系の開環反応における高位励起状態の反応性:構造緩和と対称性の影響2018

    • 著者名/発表者名
      長坂 龍洋・五月女 光・河合 壯・横山 泰・宮坂 博
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会2018福岡
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ジアリールエテン誘導体の逐次2光子開環反応:中間状態の振動コヒーレンスの位相選択による反応収量の関係2018

    • 著者名/発表者名
      立井 佑果・五月女 光・小畠 誠也・宮坂 博
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会2018福岡
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ジアリールエテン誘導体の開環反応ダイナミクス:紫外及び赤外時間分解吸収分光による開環体生成の直接観測2018

    • 著者名/発表者名
      五月女 光・岡島 元・長坂 龍洋・立井 佑果・坂本 章・宮坂 博
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会2018福岡
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 高位励起状態における6π電子系の開環反応:対称性と構造緩和の影響2018

    • 著者名/発表者名
      長坂龍洋・五月女 光・河合 壯・横山 泰・宮坂 博
    • 学会等名
      第8回CSJフェスタ2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 振動自由度を利用したジアリールエテン誘導体の多光子開環反応の高次制御2018

    • 著者名/発表者名
      五月女 光・立井佑果・小畠誠也・宮坂 博
    • 学会等名
      第12回物性科学領域横断研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 高位励起状態における6π電子系の開環反応2018

    • 著者名/発表者名
      長坂 龍洋・五月女 光・河合 壮・横山 泰・宮坂 博
    • 学会等名
      第12回物性科学領域横断研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Photosynergetic Responses of Diarylethene Nanoparticles Leading to Cycloreversion Reaction2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kurata, H. Sotome, J. Su, J. Piard, R. Metivier, K. Nakatani, H. Miyasaka
    • 学会等名
      10th Asian Photochemistry Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stepwise Two-photon Cycloreversion Reaction of a Diarylethene Derivative Controlled via Vibrational Coherence2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Tachii, H. Sotome, S. Kobatake, H. Miyasaka
    • 学会等名
      10th Asian Photochemistry Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exceptional Reaction Mechanism of 6Pi-Electrocyclic Process of a Dithiazolylarylene Derivative2018

    • 著者名/発表者名
      H. Sotome, R. Sei, T. Nagasaka, S. Fujimoto, T. Kawai, H. Miyasaka
    • 学会等名
      10th Asian Photochemistry Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Two-Photon Cycloreversion Reaction Dynamics of a Dithiazolylarylene Derivative2018

    • 著者名/発表者名
      T. Nagasaka, H. Sotome, T. Kawai, H. Miyasaka
    • 学会等名
      10th Asian Photochemistry Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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