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磁場による高周期14族元素三重項感応性化学種の創製

公募研究

研究領域感応性化学種が拓く新物質科学
研究課題/領域番号 15H00917
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関埼玉大学

研究代表者

若狭 雅信  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (40202410)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2015年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード三重項化学種 / ゲルマノン / ラジカル / 磁場効果 / 二段階励起 / ジゲルマノキサン / ゲルミレン / 光反応 / 過渡吸収
研究実績の概要

(1)光化学的手法によるゲルマノンの新規発生法の開発:環状ゲルマノキサンの光脱離およびジゲルマノキサンの2段階励起などの光化学的手法を用いて,ゲルマノンの新規発生法の開発に挑戦した。フェニル基を有するジゲルマノキサンでは,1段目の励起(266 nm)で生成するゲルモキシラジカルは短寿命であるが,370 nmに非常に強い過渡吸収を与えた。そこで,平成28年度に購入したps-LDパルスレーザーを用いて,選択的に2段目の励起を行ったところ,新しい過渡種の発生が確認された。現在,この過渡種の帰属を行っている。
(2)磁場効果を用いた三重項ビラジカルの発生と反応性の解明:オクタイソプロピルシクロテトラゲルマンの光反応は,従来,ゲルミレンの発生が主反応であると信じられてきた。研究代表者の若狭は詳細な捕捉実験や物理化学的手法を用いて本反応を再検討し,Ge-Ge結合の結合解裂によるビラジカルの発生が主反応であることを明らかにした。生成する一重項ビラジカルは,ラジカル間距離が短いので交換相互作用が大きく,ゼロ磁場ではスピン変換できず50 ns程度で再結合する。しかし,磁場を印加すると,Zeeman分裂したビラジカルの三重項状態と一重項状態が適当な磁場で交差するので,一重項から三重項へスピン変換する(レベル交差機構による磁場効果)。よって,これまで全く報告例がない三重項ビラジカルを作ることができる。そこで,環状オリゴゲルマンから三重項ビラジカルを発生を0-10 Tの強磁場下で調べた。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] A Practical Approach to Calculate the Time Evolutions of Magnetic Field Effects on Photochemical Reactions in Nano-Structured Materials2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Yago, Masanobu Wakasa
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 17 号: 15 ページ: 9737-9747

    • DOI

      10.1039/c5cp00595g

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Time-Resolved Detection of Magnetic Field Effects on Radical Pairs in Micelles: Two-Step Two-Laser Fluorescence Spectroscopy of Transient Radicals2015

    • 著者名/発表者名
      omoaki Yago, Ayuto Takashino, Masanobu Wakasa
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 119 号: 34 ページ: 20217-20223

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.5b07524

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Photocyclization Reactions of Diarylethenes via the Excited Triplet State2015

    • 著者名/発表者名
      Ryutaro Murata, Tomoaki Yago, Masanobu Wakasa
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A

      巻: 119 号: 45 ページ: 11138-11145

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.5b08205

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] What Can Be Learned from Magnetic Field Effects on Singlet Fission: Role of Exchange Interaction in Excited Triplet Pairs2015

    • 著者名/発表者名
      M. Wakasa, M. Kaise, T. Yago, R. Katoh, Y. Wakikawa and T. Ikoma
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 119 号: 46 ページ: 25840-25844

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.5b10176

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ゲルマノンの発生を目指したアリールジゲルマノキサンの光化学2016

    • 著者名/発表者名
      前田隆宏・若狭雅信・矢後友暁
    • 学会等名
      2016年光化学討論会
    • 発表場所
      東京大学駒場キャンパス 東京都 目黒区
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] イオン液体中での光誘起電子移動反応における磁場効果の溶媒依存性2016

    • 著者名/発表者名
      武田知也・矢後友暁・若狭雅信
    • 学会等名
      日本化学会第96回春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス(京都府、京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 三重項増感反応を用いたゲルミレンの発生とその反応性2016

    • 著者名/発表者名
      高橋伶奈・矢後友暁・若狭雅信
    • 学会等名
      日本化学会第96回春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス(京都府、京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 無置換およびフッ素置換ジフェニルヘキサトリエンのシングレットフィッションに対する高磁場効果2016

    • 著者名/発表者名
      貝瀬眞菜・矢後友暁・園田与理子・若狭雅信
    • 学会等名
      日本化学会第96回春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス(京都府、京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 分子内エネルギー移動によるジアリールエテン類の環化反応ダイナミクスの研究2016

    • 著者名/発表者名
      村田龍太郎・簑島裕介・矢後友暁・若狭雅信
    • 学会等名
      日本化学会第96回春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス(京都府、京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] シングレットフィッションに対する高磁場効果2015

    • 著者名/発表者名
      矢後友暁・貝瀬眞菜・吉田朋美・脇川祐介・生駒忠昭・若狭雅信
    • 学会等名
      第54回電子スピンサイエンス学会年会
    • 発表場所
      新潟 朱鷺メッセ(新潟県、新潟市)
    • 年月日
      2015-11-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] イオン液体中で観測される光化学反応に対する磁場効果2015

    • 著者名/発表者名
      矢後友暁・武田知也・若狭雅信
    • 学会等名
      第54回電子スピンサイエンス学会年会
    • 発表場所
      新潟 朱鷺メッセ(新潟県、新潟市)
    • 年月日
      2015-11-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] キサントンの時間分解ファラデー回転測定の再検討2015

    • 著者名/発表者名
      矢後友暁・若狭雅信
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス(東京都、目黒区)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] シングレットフィッションに対する高磁場効果2015

    • 著者名/発表者名
      矢後友暁・貝瀬眞菜・吉田朋美・脇川祐介・生駒忠昭・若狭雅信
    • 学会等名
      2015年光化学討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学 杉本キャンパス(大阪府、大阪市)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] キサントンの時間分解ファラデー回転測定の再検討2015

    • 著者名/発表者名
      矢後友暁・若狭雅信
    • 学会等名
      2015年光化学討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学 杉本キャンパス(大阪府、大阪市)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ジフェニルヘ キサトリエンのシングレットフィッション に対する高磁場効果2015

    • 著者名/発表者名
      貝瀬眞菜・矢後友暁・加藤隆二・園田与理子・脇川祐介・生駒忠昭・若狭雅信
    • 学会等名
      2015年光化学討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学 杉本キャンパス(大阪府、大阪市)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Magnetic Field Effects on Photochemical Reactions in Ionic Liquids2015

    • 著者名/発表者名
      T. Yago and M. Wakasa
    • 学会等名
      The 3rd Awaji International Workshop on Electron Spin Science & Technology: Biological and Materials Science Oriented Applications
    • 発表場所
      夢舞台国際会議場(兵庫県、淡路)
    • 年月日
      2015-07-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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