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本研究は微弱蛍光を検出し、その外部電場依存性を調べることを最終目標としている。本年度は、その前段階として従来の測定装置によって、どの程度の蛍光が測定できるかについて研究し、その研究成果を発表した。
ポリマーフィルム中において分子内および分子間でエキサイプレックスを形成する化合物を試料として用い、その蛍光の外部電場効果について研究を行った。構造としては、電子供与体であるカルバゾール部と電子受容体であるとテレフタル酸メチル部を含み、それがメチレン鎖(鎖長:n)によって連結している。外部電場の有無による試料の蛍光スペクトルおよび蛍光減衰曲線の差を測定し、電場が電荷移動状態に与える影響を検討した。カルバゾールの励起状態をテレフタル酸メチルが消光して生じるラジカルイオン対は、メチレン鎖に依存した双極子モーメントを持つことが予想され、外部電場がそのエネルギー準位を変化させることにより、カルバゾールの蛍光強度および寿命が変化することが期待される。蛍光寿命の外部電場による変化は微小なので、外部電場を矩形波で印加し、電場の無印加時と印加時の蛍光寿命の差を取った。アルキル鎖長が3よりも短い場合は、カルバゾールの蛍光寿命は外部電場によって増加し、3以上では減少した。これは、3よりも短い場合にはラジカルイオン対から再びカルバゾールの励起状態が生成する過程が外部電場によって促進されたためと考えられる。一方、3以上では鎖長が長いために、そのような過程は不利となっていると推測される。
現在、表面プラズモンの生成を調べるための予備的な実験を行っており、その生成が外部電場によって変調することができるように研究を進めているところである。変調周波数と表面プラズモンの生成との関係についても考慮中である。
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