| 研究概要 |
本研究は、時間分解ラマン散乱分光壊とフェムト時間分解分光法を用いて、擬1次元有機結晶における光誘起構造相転移の微視的機構を解明する事を目的とする。
本年度は、超高感度ピコ秒時間分解ラマン散乱測定システムの作成と調整を行うとともに、擬1次元電荷移動有機錯体結晶であるtetrathiafulvalene-p-chloranil(以下TTF-CAと略す)およびポリジアセチレン結晶5,7-dodecadiyne-1,12-diol bis[phenylcarbamate](以下TCDUと略す)を対象とした、フェムト秒時間分解反射分光による構造相転移動力学の研究を精力的に展開した。得られた成果を以下に記す。
1)TTF-CAにおける光誘起相転移効率の温度依存性の起源に関する微視的解明
フェムト秒時間分解反射分光の手法を用いて、電荷移動遷移励起(励起波長800nm)におけるイオン性相から中性相への相転移発生の動力学を時間分解的に研究するとともに、励起後数ピコ秒の前駆体生成過程に後続して発生する中性分子クラスターの増殖過程に対する温度依存性の研究を行った。その結果、前駆体発生過程においては顕著な温度依存性がないが、中性分子クラスターの増殖過程、および中性相秩序形成過程には、強い温度依存性があり事を明らかにした。
2)TCDU結晶における光誘起重合初期過程の解明
光でのみ擬1次元π電子系秩序形成が発生する典型例としてのTCDU結晶を用い、重合初期過程の機構を解明した。光で生成した3重項励起子の凝縮によって2量体ジラジカルが発生し、それがトリガーとなって重合が進展することを明らかにした。
3)ジアセチレンTCDU結晶におけるフェムト秒時間分解反射分光の研究
ジアセチレン分子の配向の相違によって、A、B両相へ選択的に重合したA、B相ポリジアセチレンをフェムト秒レーザーパルスで励起し、量相における励起状態のダイナミクスの相違の有無を明らかにした。その結果、次のことが明らかになった。(1)量相とも、光励起によってCの擬1次元鎖の結合の弱化が起こり、その結果、コヒーレントフォノン発生が生ずること、(2)励起後基底状態への回復時間は温度上昇とともに短くなること、(3)励起状態の生成によって長寿命の中間状態が形成されるが、その形成には、励起後数10psの時間を要し、中間状態は、マイクロ秒の寿命で消滅すること。
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