埋もれた界面のヘテロダイン検出和周波発生の開発と応用

• 研究課題/領域番号: 25288014
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 埼玉大学 (2014-2015); 独立行政法人理化学研究所 (2013)
• 研究代表者: 山口 祥一 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (60250239)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2015年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2014年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2013年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
• キーワード: 和周波発生 / ヘテロダイン検出 / 埋もれた界面 / 表面 / 水 / 水素結合 / シリカガラス / pH依存性 / 和周波発生分光 / 振動スペクトル / 界面 / 非線形感受率 / 分子配向 / 複素位相 / バルク / 電子共鳴

研究成果の概要

SFG分光法は，界面の分子のスペクトルを選択的に与える方法として広く用いられている．従来のSFGは和周波光の強度を測定する方法である．私は従来法の欠点を克服する新しい方法，HD-SFG分光法を開発し報告した．HD-SFGによって従来法では分からなかった界面の物理化学が次々に明らかにされている．HD-SFGのこれまでの適用範囲は，界面を挟む2つのバルク相のうちの1つが空気または真空である“埋もれていない”界面に限られていた．今回，新しい方法を開発して，等方的な固体と液体のバルクに挟まれた埋もれた界面のχ(2)スペクトルの決定に初めて成功した．

研究成果

• [雑誌論文] Water Structure at the Buried Silica/Aqueous Interface Studied by Heterodyne-Detected Vibrational Sum-Frequency Generation (2016)
  • 著者名/発表者名: Anton Myalitsin, Shu-hei Urashima, Satoshi Nihonyanagi, Shoichi Yamaguchi, and Tahei Tahara
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 120 号: 17 ページ: 9357-9363
  • DOI: 10.1021/acs.jpcc.6b03275
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Interfacial water in the vicinity of a positively charged interface studied by steady-state and time-resolved heterodyne-detected vibrational sum frequency generation (2014)
  • 著者名/発表者名: Prashant C. SINGH, Satoshi NIHONYANAGI, Shoichi YAMGUCHI and Tahei TAHARA
  • 雑誌名: The Journal of Chemical Physics 巻: 141 号: 18
  • DOI: 10.1063/1.4897265
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Counterion effect on interfacial water at charged interfaces and its relevance to the hofmeister series (2014)
  • 著者名/発表者名: Satoshi NIHONYANAGI, Shoichi YAMAGUCHI and Tahei TAHARA
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 136 号: 17 ページ: 6155-6158
  • DOI: 10.1021/ja412952y
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Evaluation of pH at charged lipid/water interfaces by heterodyne-detected electronic sum frequency generation (2014)
  • 著者名/発表者名: Achintya KUNDU, Shoichi YAMAGUCHI and Tahei TAHARA
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Lett. 巻: 5 号: 4 ページ: 762-766
  • DOI: 10.1021/jz500107e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vibrational sum frequency generation by the quadrupolar mechanism at nonpolar benzene/air interface (2013)
  • 著者名/発表者名: Korenobu MATSUZAKI, Satoshi NIHONYANAGI, Shoichi YAMAGUCHI, Takashi NAGATA, and Tahei TAHARA
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Lett. 巻: 4 号: 10 ページ: 1654-1658
  • DOI: 10.1021/jz400829k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrafast vibrational dynamics of hydrogen bond network terminated at the air/water interface: A two-dimensional heterodyne-detected vibrational sum frequency generation study (2013)
  • 著者名/発表者名: Prashant Chandra SINGH, Satoshi NIHONYANAGI, Shoichi YAMAGUCHI, and Tahei TAHARA
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. 巻: 139 号: 16 ページ: 161101-161104
  • DOI: 10.1063/1.4826095
  • 査読あり
• [雑誌論文] Agreement between experimentally and theoretically estimated orientational distributions of solutes at the air/water interface (2013)
  • 著者名/発表者名: Achintya KUNDU, Hidekazu WATANABE, Shoichi YAMAGUCHI, and Tahei TAHARA
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 117 号: 17 ページ: 8887-8891
  • DOI: 10.1021/jp402674u
  • 査読あり