最適化極短パルスを用いた凝縮相光化学ダイナミクスの実時間観測と制御

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13440183
• 研究機関: 岡崎国立共同研究機構
• 研究代表者: 田原 太平 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 助教授 (60217164)
• 研究分担者: 竹内 佐年 理化学研究所, 分子分光研究室, 研究員 (50280582)
• キーワード: 超高速分光 / 時間分解分光 / 光化学 / フェムト秒 / コヒーレンス / 凝縮相 / ダイナミクス / レーザー化学

研究概要

超高速レーザー分光を用いて、凝縮相光化学ダイナミクスの研究を行った。今年度の主な研究成果を以下の列挙する。
1.光パラメトリック増幅(OPA)により発生させたサブ10fSの光パルスを用いてポンプープローブ測定を行い、光励起直後の電子励起状態分子における核波束運動を観測した。特に、光解離反応をするジフェニルシクロプロペノンなど「反応する分子」の核波束運動観測へと研究を進めた。
2.アゾベンゼンのS_2(ππ*)励起に伴う光異性化はこれまで信じられていたのとは異なり、平面型のS_1(nπ*)状態に緩和してから進むということがこれまでのわれわれの研究で明らかになってきた。これをさらに確定的にするために、S_2励起とS_1励起によってフェムト秒時間分解吸収スペクトルを測定し、これまで断片的にしか得られていなかった吸収データの全貌を明らかにした。
3.水和電子の電子吸収に共鳴させて水のピコ秒時間分解ラマンスペクトルをはじめて測定し、バルクの水の変角振動バンドの約30cm^<-1>低波数側にきわめて大きい強度をもつ過渡ラマンバンドを観測した。時間分解測定により、この過渡ラマンバンドの時間挙動が水和電子の過渡吸収時間変化と同一であることを確認し、観測された過渡ラマンバンドを電子周りの局所的溶媒和構造の振動が選択的共鳴効果をうけて現れたものであると結論した。
4.短寿命化学種の低波数(テラヘルツ)領域の分子振動を観測するために、時間分解分光と時間領域分光を組み合わせた時間分解インパルシブ誘導ラマン散乱測定を行った。トランススチルベンS_1状態をはじめとするいくつかの芳香族分子の電子励起状態の低波数ラマンスペクトルに対応する信号を時間領域で得た。

研究成果

• [文献書誌] T.Fujino et al.: "Femtosecond time-resolved fluorescence study of photoisomerization of trans-azobenzene"J. Phys. Chem. A.. 105. 8123-8129 (2001)
• [文献書誌] M.Mizuno et al.: "Novel resonance Raman enhancement of local structure around solvated electrons in water"J. Phys. Chem. A.. 105. 8823-8826 (2001)
• [文献書誌] S.Takeuchi et al.: "Excitation-wavelength dependence of the femtosecond fluorescence dynamics of 7-azaindole dimer : Further evidence for the concerted double proton transfer in solution"Chem. Phys. Lett.. 347. 108-114 (2001)
• [文献書誌] A.Ugawa et al.: "Far-Infrared Pump-Probe Measurement of an Organic Semiconductor β'-(BEDT-TTF)2ICl2 using Synchrotron Radiation Source"Ferroelectrics. 249. 31-39 (2001)
• [文献書誌] M.Mizuno et al.: "Observation of Resonance Hyper-Raman Scattering from all-trans Retinal"J. Phys. Chem. A.. (in press).
• [文献書誌] T.Fujino et al.: "Femtosecond/picosecond Time-Resolved Spectroscopy of Trans-Azobenzene : Isomerization mechanism following S_2(ππ^*)←S_0 photoexcitaion"Bull. Chem. Soc. Jpn,. (in press).