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1996 年度 研究成果報告書概要

氷単結晶中のプロトンダイナミクスと融解の研究

研究課題

研究課題/領域番号 07640438
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 固体物性Ⅰ(光物性・半導体・誘電体)
研究機関電気通信大学

研究代表者

重成 武  電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (90017335)

研究分担者 阿部 浩二  電気通信大学, 電気通信学部, 助教授 (20183139)
研究期間 (年度) 1995 – 1996
キーワードレーザー / 氷 / プロトン / 蛍光 / 相転移 / 融解 / Phase transition
研究概要

本研究では,先に我々の研究室で開発した2-ナフトールを蛍光プローブとしたピコ秒パルスレーザー励起蛍光法による実験によって,氷中のプロトンの動きを光学的に探る方法を確立した.本研究課題によって次のことが明らかになった.
(1)パルス励起後の蛍光の減衰曲線から得られる寿命とそのうちの2成分の強度比の温度変化はともにESPT(励起状態プロトン移動)モデルでよく説明できる.(2)氷中のプロトンの移動度は、L欠陥の移動度の増加を反映した120K以上で増大するが,その影響は中世励起ナフトールからの蛍光寿命の温度変化として検出できる.(3)72Kで起こるプロトンの秩序化相転移(1h相からX1相への相転移)が蛍光寿命の短縮化として検出された.このことは強い1次の相転移においてこの方法が有効なことを明らかにした.また(4)これまでKOHドープの氷のみで観測されたこの相転移が,KOHがなくても局所的には起こっていることを示しておりこの相転移が氷本来の性質であること,いいかえれば巨視的にはIce-Ruleによる制約により相転移が起きにくくなっていることを示唆している.(5)ブローブとしての2-ナフトールの氷結晶中への取り込まれ方を明らかにするため,不純物の少ない2-ナフトール結品を真空昇華法により作成しそのスペクトルと,氷中のスペクトルとの比較からその微細構造の同定を行った.その結果ゼロフォノン線のシフト量の異なるいくつかのタイプのスペクトルがあらわれることが判明し今後の研究の基礎となるデータが得られた.融解に関する研究はこれらをふまえて継続中である.
これらの結果はいくつかの論文に公表した.特に1996年米国NewHampshireでおこなわれた国際会議Physics and Chemistry of Iceでの発表の結果はJ.Phys.Chem.に印刷中である.

  • 研究成果

    (8件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (8件)

  • [文献書誌] Qi.Ping: "Fluorescencc spectra and lifetime of 2-naphtol in H_2O and D_2O-ICE(In)single crystal" Solid State Commun.95. 177-180 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] T.Akiyama: "A study of proton dynamics in ice using an excited state proton transfer (ESTP) of a depant molecule and itsfluorescence" Physica B. 219&220. 574-576 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] T.Shigenari: "Studies on Fluctuation in Study First-Order Phase Transition by Fluorescence" J.Korean Phys. Sac.29. S764-S768 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] T.Akiyama: "Eflects of Proton Hotions on the Fluorescensel From 2-Naphtol-doped-ICE (In) and the Proton Ordering Transition" J.Phys.Chem.(in press). (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Qi.Ping: "Fluorescence spectra and lifetime of 2-naphtol in H_2O-and D_2O-ICE (In) single crystal" Solid State Commun.95. 177-180 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] T.Akiyama: "A study of proton dynamics in ice using an excited state proton transfer (ESTP) of a depant molecule and its fluorescence." Physica B. 219 & 220. 574-576 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] T.shigenari: "Studies on Fluctuations in Study First-Order Phase Transtion by Fluorecence." J.Korean Phys.Sov.29. s764-s768 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] T.Akiyama: "Eflects of Proton Motions on the Fluorecence from 2-Naphtol-doped-ICE (In) and the Proton Ordering Transition." J.Phys.Chem.(in press). (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 1999-03-09  

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