励起波長可変光化学反応解析FT-ESRの試作

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03554014
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 山内 清語 東北大学, 反応化学研究所, 助教授 (10127152)
• 研究分担者: 水田 幸男 日本電子株式会社, 分析機器本部, 研究員 ; 大庭 裕範 東北大学, 反応化学研究所, 助手 (10176985)
• キーワード: フーリエ変換ESR / FT-ESR / 時間分解ESR / 光化学反応 / ナノ秒ESR / パルスESR / 金属ポルフィリン

研究概要

本研究では、レーザーとパルスESR(フーリエ変換ESR)装置を組み合わせた本格的な光化学反応解析装置を組み立てることを目的とした。本年度までに得られた成果は次の通りである。
1)購入した色素レーザーを既存のエキシマーレーザーと組み合わせることにより、350-800nmの範囲で10mJ/パルス以上の出力をもつレーザーパルスを揃えることができた。
2)2つのマイクロ波ピンスイッチを用いることによって、パルス幅10ナノ秒・出力1キロワットのマイクロ波パルスを実現した。
3)マイクロ波の位相合わせには、CYCLOPSを利用するために4位相マイクロ波パルス発生器を試作した。また、検出には2位相検出(quadrature detection)法を適用し、S/Nの改善と帯域の拡大をはかった。
4)PLL(phase locked loop)法によりマイクロ波周波数の安定化を行い±1kHz/日の高安定性を実現した。
5)マイクロ波パルスとレーザーパルスの同期回路を試作し、両パルスの間のジッターを5ナノ秒以下におさえることができた。
6)ポルフィリン-キノン系で、ポルフィリンカチオンとキノンアニオンのFT-ESR信号を10ナノ秒から100マイクロ秒までの4桁の時間領域にわたって観測し、両イオンのダイナミクスを解析した。

研究成果

• [文献書誌] Y.Ohba: "A New Technique for Accurate Measerements in the Pulsed EPR Spectroscopy" J.Magn.Reson.
• [文献書誌] S.Yamauchi: "Photoinduced Electron Transfer Reactions from Metalloporphyrin to Quinones" J.Photochem.Photobio.A:Chem. 65. 177-182 (1992)
• [文献書誌] M.Ohtani: "Direct Observation of the Intermediate Species in the Photodissociate of Dithiolate Nickel" J.Inog.Chem.31. 3873-3874 (1992)
• [文献書誌] M.Kato: "Solid State Effect on the Phosphorescence Spectrum of Tris(3,3'-biisoquinoline)Ruthenium" Chem.Phys.Lett.1887-1890 (1992)
• [文献書誌] M.Mukai: "A TREPR Study on the Photochemical α-Cleavage of Benzoin" Bull.Chem.Soc.Jpn.65. 1679-1684 (1992)
• [文献書誌] M.Mukai: "TREPR and Phosphorecence Studies of the T_1 State of Benzil" J.Phys.Chem.96. 9328-9331 (1992)
• [文献書誌] 山内 清語: "バイオ・高分子における物理化学計測とその応用" 学会出版センター, 23 (1992)
• [文献書誌] 山内 清語: "第4版実験化学講座分光III" 丸善, 20 (1993)