1999 年度実績報告書

分子連鎖配列系におけるコヒーレント光化学の計測と理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号	11223203
研究機関	北海道大学
研究代表者	山崎巌北海道大学, 工学研究科, 教授 (80002111)
研究分担者	西村賢宣北海道大学, 工学研究科, 助手 (60218211) 住斉筑波大学, 教授 (10134206) 太田信廣北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (70113529) 秋本誠志北海道大学, 工学研究科, 助手 (40250477)
キーワード	分子配列系光化学 / コヒーレント光化学 / 超分子 / フェムト秒レーザー / 量子干渉 / 光合成反応中心
研究概要	人工的な組織化超分子、生体系の光合成反応中心とアンテナ蛋白系など、反応分子が連鎖的に配列した分子配列系では、励起子移動および電子移動過程が超高速で起こる。本研究ではこれらの光化学反応について、フェムト秒時間分解分光計測に基づいて調べ、従来知られていなかった新しい反応形態を明らかにする。とくに励起子や電子の移動伝搬における量子状態の量子干渉効果(量子ビート、周期〜100fs)を、マイケルソン干渉計を利用した方向によって調べる。本年度は基本となる2つの実験装置を製作、あるいは製作中である。 (1)フェムト秒時間分解蛍光分光装置波長可変固体レーザー(設備備品をして購入)と蛍光アップコンバージョン法に基づく観測装置を作製し、時間分解能30fsで分子配列系の反応を追跡できる装置を完成させた。(2)量子干渉の観測のためのレーザー分光装置の製作波長可変固定レーザー(設備備品をして購入)からのフェムト秒光パルスからマイケルソン干渉計によって2つの光パルスを同軸上に発生させ、この1対の光パルスによって発生した励起子移動の間の干渉を測定する。現在7割程度まで出来ているが、次年度の前半には完成させる予定である。(3)人工および生体量子化連鎖反応人工系は計画研究項A、BおよびCにおいてつくられたポルフィリン幾何構造体、デンドリマーおよびDNA類似の1次元配列構造、生体系は計画研究Dでつくられた光合成系生細胞や単離蛋白を用い、上記の実験装置と方法によって実験を開始した。(4)分子連鎖配列系の光量子ダイナミクスの理論的研究分子連鎖配列系で起こる光化学反応は、コヒーレント過程として起こることが特徴である。その理論の構築を開始し、コヒーレント過程が起こるための条件について明確にした。

研究成果
(7件)

すべてその他

すべて文献書誌 (7件)

[文献書誌] I.Yamazaki, S.Akimoto, H.Shiratori, A.Osuka: "Ultrafast energy relaxation and excitation delocalization in excited states of zinc porphyrin dimers"Acta Phys. Polonica A. 95. 105-120 (1999)
[文献書誌] M.H.Wall, S.Akimoto, I.Yamazaki, H.Kido: "ultrafast intramolecular electron transfer in peripherally ruthenated zinc tetraarylporphyrins"Bull. Chem. Soc. Jpn.. 72. 1475-1481 (1999)
[文献書誌] N.Ohta, Y.Iwaki, I.Yamazaki, A.Osuka: "Photoinduced charge transfer along a meso, meso-linked porphyrin array"J. Phys. Chem. B. 103. 11242-11245 (1999)
[文献書誌] S.Abe, Y.Nishimura, I.Yamazaki, N.Ohta: "Remarkable electric field effect on absorption intensity of molecular aggregate of photomerocyanine in PMMAfilm"Chem. Lett.. 1999. 165-166 (1999)
[文献書誌] K.Mukai, S.Abe, H.Sumi: "Theory of rapid excitation-energy tranfer from B800 to optically-forbidden exciton states of B850 in antenna"J. Phys. Chem. B. 103. 6096-6120 (1999)
[文献書誌] A.Osuka, M.Ikeda, Y.Nishimura, I.Yamazaki: "Accelerated singlet energy transfer in bis(phenyl)-phenylene bridged 5, 10, 15, 20-tetraaryl zinc-free porphrins"J. Chem. Soc. Perkin Trans.. 2. 1019-1025 (1999)
[文献書誌] I.Yamazaki: "Functionality of Molecular Systems-From Molecular System to Molecular Devices, Vol. 2"Springer Verlag, Tokyo. 245 (1999)

1999 年度 実績報告書

分子連鎖配列系におけるコヒーレント光化学の計測と理論的研究

研究代表者

山崎 巌 北海道大学, 工学研究科, 教授 (80002111)

研究成果

[文献書誌] I.Yamazaki, S.Akimoto, H.Shiratori, A.Osuka: "Ultrafast energy relaxation and excitation delocalization in excited states of zinc porphyrin dimers"Acta Phys. Polonica A. 95. 105-120 (1999)

[文献書誌] M.H.Wall, S.Akimoto, I.Yamazaki, H.Kido: "ultrafast intramolecular electron transfer in peripherally ruthenated zinc tetraarylporphyrins"Bull. Chem. Soc. Jpn.. 72. 1475-1481 (1999)

[文献書誌] N.Ohta, Y.Iwaki, I.Yamazaki, A.Osuka: "Photoinduced charge transfer along a meso, meso-linked porphyrin array"J. Phys. Chem. B. 103. 11242-11245 (1999)

[文献書誌] S.Abe, Y.Nishimura, I.Yamazaki, N.Ohta: "Remarkable electric field effect on absorption intensity of molecular aggregate of photomerocyanine in PMMAfilm"Chem. Lett.. 1999. 165-166 (1999)

[文献書誌] K.Mukai, S.Abe, H.Sumi: "Theory of rapid excitation-energy tranfer from B800 to optically-forbidden exciton states of B850 in antenna"J. Phys. Chem. B. 103. 6096-6120 (1999)

[文献書誌] A.Osuka, M.Ikeda, Y.Nishimura, I.Yamazaki: "Accelerated singlet energy transfer in bis(phenyl)-phenylene bridged 5, 10, 15, 20-tetraaryl zinc-free porphrins"J. Chem. Soc. Perkin Trans.. 2. 1019-1025 (1999)

[文献書誌] I.Yamazaki: "Functionality of Molecular Systems-From Molecular System to Molecular Devices, Vol. 2"Springer Verlag, Tokyo. 245 (1999)

1999 年度実績報告書

山崎巌北海道大学, 工学研究科, 教授 (80002111)