簡易一体型電場変調吸収・発光測定装置の作成と光機能材料研究への応用

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12555239
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 太田 信廣 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (70113529)
• 研究分担者: 浅野 恒夫 分光計器(株), 東日本営業所, 機器開発グループリーダー・所長(研究職) ; 大坂 直樹 北海道大学, 電子科学研究所, 助手 (00312413)
• キーワード: 電場変調吸収発光測定装置 / 電場吸収スペクトル / 電場発光スペクトル / 光機能材料 / 光励起電子移動反応 / 光ダイナミクスへの電場効果

研究概要

市販の蛍光光度計をベースとして制作してきた一体型電場吸収・発光スペクトル測定装置を完成させた。製作された装置の特徴として次の点を挙げることができる。
1、本装置一台を用いることにより、電場吸収スペクトル、電場発光スペクトル、電場発光励起スペクトルを測定することが可能である。
2、電場吸収スペクトルと電場発光励起スペクトルを同時に測定することも可能である。また、吸収強度が非常に小さく、電場吸収スペクトル測定ができない場合でも、電場発光励起スペクトルで代用することが可能となる。
3、入射光強度および発光強度の電場による変化量が10-4程度あれば充分精度よく測定することが可能である。入射光強度あるいは発光強度が大きくなるにつれて、検出感度も大きくなる。
4、電場スペクトルの測定により、光励起および脱励起に伴う電気的特性の変化を定量的に求めることができる。また発光収率の電場による変化を測定することにより、光ダイナミクスが電場によりどの程度影響を受けるかを知ることが可能となった。
完成された本装置を用いて、分子間および分子内光誘起電子移動反応に対する電場効果を調べる実験を行なうと共に、光導電性との関係を調べた。例えば、芳香族分子であるピレンやフェナントレンとジメチルアニリンやフタルイミドをメチレン鎖で連結させた系あるいは両者の分散系にオイテ蛍光の電場効果を調べ、電子移動反応、逆電子移動反応、電荷再結合反応あるいは光キャリアー生成に対する電場効果を明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] H. Kawabata: "Evidence for Electric Field-Assisted Back-Electron Transfer Through a Methylene Bond in a Linked Compound of Phenanthrene and Phthalimide in a Polymer Film"Journal of Chemical Physsics. 114・18. 7723-7726 (2001)
• [文献書誌] N. Ohta: "A reduction of the high symmetry of C60 in a PMMA polymer film as revealed by electroabsorption spectra"Research of Chemical Intermediate. 27・1-2. 61-71 (2001)
• [文献書誌] H. Kawabata: "Electric field effects on fluorescence of methylene-linked compounds of phenanthrene and N,N-dimethylaniline in a PMMA polymer film"Journal of Physical Chemistry A. 105・45. 10261-10270 (2001)
• [文献書誌] Y. Takehara: "External electric field effects on exciplex formation of 1,1-diphenyl-1-propene with a chiral sensitizer of 1,4-naphthalenecarboxylate in a PMMA polymer film"J. Photochem. Photobiol. A : Chemistry. 145. 53-60 (2001)
• [文献書誌] T.Ito: "Distance dependence of the electric field effect on photoinduced electron tunneling between cyanine dye and viologen through a fatty acid monolayer"Journal of Physical Chemistry B. 106・5. 895-898 (2002)
• [文献書誌] N. Ohta: "Electric field effects on photochemical processes in solid films,"Bull. Chem. Soc. Jpn. (Accounts). 印刷中.