シクロデキストリン包接による電子位相緩和抑制

• 研究課題/領域番号: 20550001
• 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: 北海道大学
• 研究代表者: 佐藤 信一郎 北海道大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (10262601)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2010年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2009年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2008年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 化学物理 / 光物性 / 超分子化学 / ナノ材料

研究概要

超分子ナノ空間内への分子の包接現象をデコヒーレンス抑制の手段として確立させ、凝縮系における分子波動関数の量子制御の効率化を図ることが本提案のねらいである。近年、化学反応のコヒーレント制御や、分子の電子・振動状態を量子ビットとして用いた量子コンピューティングなど、超短パルスレーザーを用いて原子分子の波動関数を直接制御しようとする試みが報告されている。これらの量子制御を実現するにあたって、原子分子の波動関数がどれだけ長い間コヒーレンス(可干渉性)を保持できるかが重要となる。したがって、コヒーレンスが失われてゆく過程-デコヒーレンス(位相緩和)-の機構やダイナミクスの解明、さらにはその抑制を目指す。
ペリレン/γ-CD系をはじめとして、アントラセン誘導体/β-CD系においてナノキャビティ包接効果によって、電子状態の分子波動関数が保護され、電子位相緩和時間が延びることを見出した。この保護効果発現にはCDキャビティとゲスト分子の空隙をを埋めるスペーサー分子が必須であり、スペーサー分子として、アルコール・ケトン類が有効であることを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Self-Assembled Anthracene Dimers Formed in Aqueous Solution in the Presence of γ-Cyclodextrin. (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Miyakawa, T.Kiba, S.Sato
  • 雑誌名: Molecular Crystals and Liquid Crystals Vol.520 ページ: 469-476
• [雑誌論文] Enhancement of J Aggregation of Zinc Tetraphenylporphyrin in Water/Ethanol BinarySolution in the Presence of Cyclodextrin. (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Kobyayashi, T.Kiba, S.Sato.
  • 雑誌名: Molecular Crystals and Liquid Crystals Vol.520 ページ: 448-454
• [雑誌論文] Enhancement of J Aggregation of Zinc Tetraphenylporphyrin in Water/Ethanol Binary Soluti on in the Presence of Cyclodextrin (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Kobyayashi, T.Kiba, S.Sato
  • 雑誌名: Molecular Crystals and Liquid Crystals 巻: 520 ページ: 448-454
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-Assembled Anthracene Dimers Formed in Aqueous Solution in the Presence of γ-Cyclo dextrin (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Miyakawa, T.Kiba, S.Sato
  • 雑誌名: Molecular Crystals and Liquid Crystals 巻: 520 ページ: 469-476
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photophysical characterization of cumarin-doped poly (lactic acid) microparticles and visualization of the biodistribution (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Abe, T.Kiba, K.Hosokawa, S.Nitobe, T.Hirota, H.Kobayashi, T.Akasaka, M.Uo, Y.Kuboki, S.Sato, F.Watari, I.D.Rosca
  • 雑誌名: Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena 巻: 181 ページ: 181-185
  • 査読あり
• [雑誌論文] Supramolecular J-aggregate assembly of a covalently linked zinc porphyrin-β-cyclodextrinconjugate in a water/ethanol binary mixture. (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Kiba, H.Suzuki, K.Hosokawa, H.Kobayashi, S.Baba, T.Kakuchi, S.Sato.
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry B Vol.113 No.34 ページ: 11560-11563
• [雑誌論文] Temperature-Sensitive Association Properties of End-Functionalized Poly(N-isopropylacrylamide) in Dilute Aqueous Solutions. (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Baba, Y.Enomoto, Q.Duan, T.Kiba, T.Kakuchi, S.Sato.
  • 雑誌名: Molecular Crystals and Liquid Crystals Vol.505 ページ: 247-256
• [雑誌論文] Temperature-Sensitive Association Properties of End-Functionalized Poly(N-isopro pylacrylamide)in Dilute Aqueous Solutions (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Baba, et al.
  • 雑誌名: Mol.Cryst.Liq.Cryst 505 ページ: 247-256
  • 査読あり
• [雑誌論文] Supramolecular J-aggregate assembly of a covalently linked zinc porphyrin-ss-cyclodextrin conjugate in a water/ethanol binary mixture (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Kiba, et al
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.B 113 ページ: 11560-11563
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluorescence Resonance Energy Transfer in Host-Guest Inclusion Complexes of Cyclodextrin-Porphyrin Composite in Aqueous Solution. (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Hosokawa, Y.Miura, T.Kiba, T.Kakuchi, S.Sato.
  • 雑誌名: Chemistry Letters Vol.38 No.1 ページ: 60-61
  • NAID: 10020147818
• [雑誌論文] Cyclodextrin Nanocavity Caging Effect on Electronic Dephasing. (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Kiba, T.Kasajima, Y.Nishimura, S.Sato.
  • 雑誌名: Chem Phys Chem Vol.9 No.2 ページ: 241-244
• [雑誌論文] Fluorescence Resonance Energy Transfer in Host-Guest Inclusion Complexes of Cyclodextrin-Porphyrin Composite in Aqueous Solution (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Hosokawa, Y. Miura, T. Kiba, T. Kakuchi, S. Sato
  • 雑誌名: Chem. Lett. 38 ページ: 60-61
  • NAID: 10020147818
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyclodextrin Nanocavity Caging Effect on Electronic Dephasing (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kiba, T. Kasajima, Y. Nishimura, S. Sato
  • 雑誌名: Chem Phys Chem 9 ページ: 241-244
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spectroscopic study of carbocyanine-dye aggregates formed in a cyclodextrin nanocavity (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Hirota, T. Kiba, S. Sato
  • 雑誌名: Proceedings of the 14th International Cyclodextrins Symposium ページ: 401-404
  • 査読あり
• [雑誌論文] Alcohol addition effect on spectral narrowing of electronic spectra of perylene/γ-CD inclusion complexes (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Sano, T. Kiba, S. Nitobe, K. Hosokawa, S. Sato
  • 雑誌名: Proceedings of the 14th International Cycl odextrins Symposium ページ: 397-400
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoinduced Electron Transfer and Aggregation Behaviour of a Zincporphyrin-β-Cyclodextrin Conjugates (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kiba, H. Suzuki, K. Hosokawa, S. Akimoto, T. Kakuchi, S. Sato
  • 雑誌名: Proceedings of the 14th International Cyclodextrins Symposium ページ: 201-204
  • 査読あり
• [学会発表] Study of intermolecular dynamics of carbon disulfide/alcohols binary solutions investigated by Raman-induced Kerr-effect spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichiro Sato, Takashi Hirota, Takayuki Kiba
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2010-12-17
• [学会発表] Study of intermolecular dynamics of carbon disulfide/alcohols binary solutions investigated by Raman-induced Kerr-effect spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichiro Sato, Takashi Hirota, Takayuki Kiba
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: Hawaii Convention Center Honolulu、U.S.A.
  • 年月日: 2010-12-17
• [学会発表] Photophysical characterization of cumarin doped poly (lactic acid) micro particles and its fabrication for bioimaging (2009)
  • 著者名/発表者名: Shigeaki Abe, Iosif D. Rosca, Takayuki Kiba, Kiyotada Hosokawa, Hirohisa Kobayashi, Satoru Nitobe, Takashi Hirota, Tsukasa Akasaka, Motohiro Uo, Yoshinori Kuboki, Shin-Ichiro Sato, Fumio Watari
  • 学会等名: 11th International Conference on Electronic Spectroscopy and Surface
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 2009-10-06
• [学会発表] Photophysical characterization of cumarin doped poly(lactic acid)micro particles and its fabrication for bioimaging (2009)
  • 著者名/発表者名: Shigeaki Abe, et al
  • 学会等名: 11th International Conference on Electronic Spectroscopy and Surface
  • 発表場所: Nara Prefectural New Public Hall、Nara
  • 年月日: 2009-10-06
• [学会発表] Thermally Induced cis-trans Isomerization of an End-Amide Group in Poly(N-isopropylacrylamide) as Probed by Fluorescence Spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichiro Sato
  • 学会等名: 2009 Taiwan-Japan Bilateral Polymer Symposium
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2009-04-24
• [学会発表] Thermally Induced cis-trans Isomerization of an End-Amide Group in Poly(N-isopropylacrylamide)as Probed by Fluorescence Spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Sato
  • 学会等名: Taiwan-Japan Bilateral Polymer Symposium
  • 発表場所: Taipei、Taiwan
  • 年月日: 2009-04-24
• [学会発表] Fluorescence-Detected Quantum Interference Measurements: Electronic Dephasing of Aromatic Molecules in Solution (2009)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Kiba
  • 学会等名: Recent Advances in Fluorescence Spectroscopic Methods for Biological and Chemical Systems
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 2009-02-27
• [学会発表] Enhancement of J-aggregation of Zinc Tetraphenylporphyrin in water/ethanol binary solution in the presence of cyclodextrin encapsulation (2009)
  • 著者名/発表者名: Hirohisa Kobayashi, Takayuki Kiba, Shin-ichiro Sato
  • 学会等名: KJF International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics (KJF-ICOMEP2009)
  • 発表場所: Jeju, Korea
• [学会発表] Self-assembled anthracene dimers formed in aqueous solution in the presence of γ-cyclodextrin (2009)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Miyakawa, Takayuki Kiba, Shin-ichiro Sato
  • 学会等名: KJF International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics (KJF-ICOMEP2009)
  • 発表場所: Jeju, Korea
• [学会発表] Spectroscopic analysis of self-assembled carbocyanine-dye dimer formed in a cyclodextrin nanocavity (2009)
  • 著者名/発表者名: Takashi Hirota, Takayuki Kiba, Naoyuki Miyakawa, Shin-ichiro Sato
  • 学会等名: KJF International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics (KJF-ICOMEP2009)
  • 発表場所: Jeju, Korea
• [学会発表] Enhancement of J-aggregation of Zinc Tetraphenylporphyrin in water/ethanol binary solution in the presence of cyclodextrin encapsulation (2009)
  • 著者名/発表者名: Hirohisa Kobayashi, Takayuki Kiba, Shin-ichiro Sato
  • 学会等名: KJF International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics
  • 発表場所: Jeju Korea
• [学会発表] Self-assembled anthracene dimers formed in aqueous solution in the presence of Y-cyclodextrin (2009)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Miyakawa, Takayuki Kiba, Shin-ichiro Sato
  • 学会等名: KJF International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics
  • 発表場所: Jeju Korea
• [学会発表] Spectroscopic analysis of self-assembled carbocyanine-dye dimer formed in a cyclodextrin nanocavity (2009)
  • 著者名/発表者名: Takashi Hirota, Takayuki Kiba, Naoyuki Miyakawa, Shin-ichiro Sato
  • 学会等名: KJF International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics
  • 発表場所: Jeju Korea
• [学会発表] Photoinduced Electron Transfer and Aggregation Behaviour of a Zinc Porphyrin-β-Cyclodextrin Conjugates (2008)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Kiba, Hiroki Suzuki, Kiyotada Hosokawa, Seiji Akimoto Toyoji Kakuchi, Shin-ichiro Sato
  • 学会等名: 14th International Cyclodextrins Symposium(CD 2008)
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2008-05-09
• [学会発表] Photoinduced Electron Transfer and Aggregation Behaviour of a Zinc Porphyrin-β-Cyclodextrin Conjugates (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kiba, H. Suzuki, K. Hosokawa, S. Akimoto, T. Kakuchi, S. Sato
  • 学会等名: The 14th International Cyclodextrins Symposium
  • 発表場所: 同志社大学今出川キャンパス寒梅館京都
  • 年月日: 2008-05-09
• [学会発表] An Extension of Redfield Theory: Inclusion of Non-Elastic Collisions (2008)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichiro Sato
  • 学会等名: Korea-Japan Joint Forum (KJF) 2008 on Organic Materials for Electronics and Photonics
  • 発表場所: Chitose, Japan
• [学会発表] Aggregation Behavior of Tetraphenylporphyrins in the presence of Cyclodextrins (2008)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Kiba, Kiyotada Hosokawa, Takashi Hirota, Hirohisa Kobayashi, Shin-ichiro Sato
  • 学会等名: Korea-Japan Joint Forum (KJF) 2008 on Organic Materials for Electronics and Photonics
  • 発表場所: Chitose, Japan
• [学会発表] Temperature-Sensitive Association Properties of End-Functionalized Poly(N-isopropylacrylamide) in Dilute Aqueous Solutions (2008)
  • 著者名/発表者名: Shingo Baba, Yoshinobu Enomoto, Qian Duan, Takayuki Kiba, Shin-ichiro Sato, Toyoji Kakuchi
  • 学会等名: Korea-Japan Joint Forum (KJF) 2008 on Organic Materials for Electronics and Photonics
  • 発表場所: Chitose, Japan
• [学会発表] Supramolecular J-aggregate Assembly of β-Cyclodextrin Linked Zinc Porphyrin Conjugates in Water/Ethanol Binary Mixture (2008)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Kiba, Kiyotada Hosokawa, Hiroki Suzuki, Seiji Akimoto, Toyoji Kakuchi, Shin-ichiro Sato
  • 学会等名: XXIInd IUPAC Symposium on Photochemistry
  • 発表場所: Gothenburg, Sweden
• [学会発表] Alcohol Addition Effect on Electronic Spectral Narrowing of Perylene/γ-Cyclodextrin complex (2008)
  • 著者名/発表者名: Megumi Sano, Takayuki Kiba, Satoru Nitobe, Kiyotada Hosokawa, Shin-ichiro Sato
  • 学会等名: 14th International Cyclodextrins Symposium(CD 2008)
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] Spectroscopic study of carbocyanine-dye aggregates formed in a cyclodextrin nanocavity (2008)
  • 著者名/発表者名: Takashi Hirota, Takayuki Kiba, Shin-ichiro Sato
  • 学会等名: 14th International Cyclodextrins Symposium (CD 2008)
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] Spectroscopic study of carbocyanine-dye aggregates formed in a cyclodextrin nanocavity (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Hirota, T. Kiba, S. Sato
  • 学会等名: The 14th International Cyclodextrins Symposium
  • 発表場所: 同志社大学今出川キャンパス寒梅館京都
• [学会発表] Alcohol addition effect on spectral narrowing of electronic spectra of perylene/γ-CD inclusion complexes (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Sano, T. Kiba, S. Nitobe, K. Hosokawa, S. Sato
  • 学会等名: The 14th International Cyclodextrins Symposium
  • 発表場所: 同志社大学今出川キャンパス寒梅館京都
• [図書] INTECH (2010)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichiro Sato, Takayuki Kiba.
  • 出版者: Quantum interference signal from an inhomogeneously broadened systemexcited by an optically phase-controlled laser-pulse pair (Coherence and UltrashortPulsed Laser Emission)
• [図書] Quantum interference signal from an inhomogeneously broadened system excited by an optically phase-controlled laser-pulse pair (Coherence and Ultrashort Pulsed Laser Emission) (2010)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichiro Sato, Takayuki Kiba
  • 総ページ数: 18
  • 出版者: INTECH
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://nlm-mc.eng.hokudai.ac.jp/sp/
• [備考]
  • URL: http://nlm-mc.eng.hokudai.ac.jp/sp/
• [備考]
  • URL: http://nlm-mmc.eng.hokudai.ac.jp/sp/