高周波時間分解EPR法による短寿命常磁性種の研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07404040
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 手老 省三 東北大学, 反応化学研究所, 教授 (80111318)
• 研究分担者: 生駒 忠昭 東北大学, 反応化学研究所, 助手 (10212804) ; 秋山 公男 東北大学, 反応化学研究所, 助教授 (10167851)
• キーワード: 高磁場時間分解EPR / スピンダイナミックス / 短寿命常磁性種 / ラジカル対 / 励起三重項状態

研究概要

本年度は主要設備費として光照射用窓付Q-バンド用レゾネータを購入し、直接レーザー照射を行って、過渡的EPR信号を100ナノ秒の時間分解能で観測できるように整備した。
これと並行して次の課題について研究を行った。
1.大きな零磁場分裂定数を持つ有機化合物の電子構造
ジフェニルポリインは、三重結合の数が増大するにつれ、零磁場分裂定数が増大することを明らかにした。この結果は、これまでの予想とは全く逆の傾向を示しており、分子軌道計算を基に詳しい解析を行っている。また、ナフトキノンは近接励起状態間の相互作用が大きいことが明らかとなり、理論計算と合わせて、励起状態の電子構造についての研究を進めている。
2.微結晶シリコン中の常磁性サイトと物性の関係
高周波EPRの特徴を生かして、異方性や信号の分離を行い、物性との関連について研究を進めている。
スピン軌道相互作用による電子スピン分極機構
電子スピン分極に対する重原子の位置、溶媒の極性および濃度効果の測定を行い、反応スキームをたて、反応速度式の解析から、新しいスピン分極機構の分子モデルを提案した。

研究成果

• [文献書誌] K.Akiyama: "Origin of an Absorptive Electron Spin Polarization Observed in Photochemical Hydrogen Abstraction Reaction by Benzophenone Derivatives. CW and Pulsed EPR Studies" J.Phys.Chem.100(1). 180-183 (1996)
• [文献書誌] S.Tero-Kubota: "Coherent and Incoherent Hopping of Triplet Exciton in Quinoxaline-annelated and Naphtalene-annelated Dimers" Chem.Phys.Lett.249(5,6). 314-318 (1996)
• [文献書誌] K.Akiyama: "Time-resolved and Fourier Transform EPR Studies of Type I Photochemical Reaction. Direct Determination of Kinetic Parameters of C-C Bond Cleavage" Res.Chem.Intermed.22(2). 103-113 (1996)
• [文献書誌] K.Nakagawa: "FT EPR Study of the Hydrated Electron Generated by Laser Excitation of Phenothiazine in Quinone-SDS Micellar Systems" J.Am.Chem.Soc.118(24). 5778-5782 (1996)
• [文献書誌] S.Sekiguchi: "Positive Exchange Interaction in the Radical Ion Pair of Benzophenone Anion and 1,4-Diazabicyclo [2, 2, 2] octane Cation Radicals Studied by FT-EPR Spectroscopy" Chem.Phys.Lett.263(1,2). 161-166 (1996)
• [文献書誌] S.Sasaki: "Spin-Orbit Coupling Induced Electron Spin Polarization : Influence of Heavy Atom Position" J.Am.Chem.Soc.119(6). 1323-1327 (1997)