| 研究概要 |
光学緩和過程には結晶,非晶質,液体,気体等の物質の状態に応じて種々の緩和メカニズムが考えられる。物理的にはこれらはゲスト分子と熱浴との電子格子相互作用として扱われる。特にこの研究では将来的には生体物質中の熱緩和・熱伝導の解明を目的として,その手始めとして生体中の水との関係を考慮し親水性アモルファス系の光学緩和のメカニズムの解明を目的としている。
具体的には,ポリビニールアルコール(PVA)をホストとして,その中に溶かし込んだ色素の電子状態の位相緩和を観測することにより,ホスト-ゲスト間の電子格子相互作用の様子を調べる。特にPVA分子中に含まれるOH基やCH基或いはC-C結合などの固有振動の大きさにより,この相互作用がどのように変化するかを調べる。このことにより,PVA中の分子振動の緩和速度或いは伝搬速度などを理解することができる。この場合色素はあくまでホスト分子の熱緩和過程を見るためのプローブである。
実験は(1)色素としてサルファローダミン640を使い,これをPVAに封入し4.2Kの温度に保ったものを使った。この試料にシリコニット発熱体からの赤外線を照射しながら,四光波混合信号を観測する。さらに,この赤外光を分光器で分光しOH基に共鳴する3200cm-1を中心に2000cm-1から4000cm-1の範囲の波長を照射しながら測定した。四光波信号の測定には,色素系の緩和時間に対して十分な時間を保証するために10Hzの色素レーザーを使用した。
(2)チタンサファイアレーザー励起光パラメトリック発振器(OPO)の発振波長をOH基の固有振動に同調し試料に照射しながら同様な四光波信号を測定した。
今後,このような測定法でホスト分子の緩和過程を解明する事が可能である事の糸口を得た。今後振動の励起用および緩和測定用に同期したフェムト秒パルスを用い時間領域での緩和の検出実験を行う。
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