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2017 年度 実施状況報告書

エキシマー中の非局在励起電子の移動をともなう分子振動の超高速赤外分光

研究課題

研究課題/領域番号 17K05761
研究機関青山学院大学

研究代表者

坂本 章  青山学院大学, 理工学部, 教授 (90262146)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードエキシマー / 共役二量体分子 / 時間分解赤外分光 / 電子-分子振動相互作用
研究実績の概要

研究代表者は,これまでに,共役二量体分子のイオン種において分子間で電荷移動を誘起する分子振動モードの観測と解析を行ってきた.本研究では,これを電子励起された共役二量体分子,すなわち,エキシマーに拡張し,2つの共役分子部に非局在化した励起電子と分子振動の相互作用を解明することを目的とする.具体的には,種々の共役分子とその二量体分子のフェムト秒時間分解赤外吸収スペクトルを測定し,電子励起された共役二量体分子において励起電子が分子振動を介して2つの共役分子部の間でやり取りされる様子を直接的に観測することを目的とする.
平成29年度には,主に,以下の2つの研究を行った.
(1) フェムト秒時間分解赤外分光システムの改良:モーター一体型赤外透過回転セルの開発
高精度中空モーターに赤外透過セルを組み込むことで,プローブ光が試料部を透過できるモーター一体型赤外透過回転セルを開発した.PC制御可能な高精度中空モーターは,安定に高速(1000 rpm)回転させることが可能であり,少量の試料溶液でも,光損傷をできるだけ避けながら精密なポンプ・プローブ分光測定を行うことが可能である.
(2) ベンゼン二量体型ラジカルカチオンの近赤外共鳴ラマン測定と電子-大振幅振動相互作用の解析
2つのベンゼン環を4本の炭素鎖で架橋した[34](1,2,4,5)シクロファンは,ベンゼン二量体のモデルとなる.この二量体型分子のラジカルカチオンは,1つの電子を2つのベンゼン環で共有し,2つの環に非局在化した電子をもつ.本研究では,このラジカルカチオンの非局在電子に由来する近赤外領域の電子吸収に共鳴させたラマン分光測定を行い,非局在電子と強く相互作用する低振動数領域の大振幅振動の選択的観測と解析を行った.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

「5. 研究実績の概要」に記述したように,初年度(平成29年度)に,本研究の目的と密接に関連する2つの研究を実施した.本研究はおおむね順調に進展していると考えている.

今後の研究の推進方策

平成30年度以降には,以下のような研究を実施する予定である.
(1) ベンゼン二量体分子のフェムト秒時間分解赤外吸収測定と励起電子-分子振動相互作用の解析
(2) 種々の多環芳香族分子およびその橋架け二量体のフェムト秒時間分解赤外吸収測定と解析
(3) キンクチオフェンとその橋架け二量体および自己配列したポリ(3-アルキルチオフェン)のフェムト秒時間分解赤外吸収測定と解析

次年度使用額が生じた理由

理由:フェムト秒時間分解赤外マルチチャンネル分光システムに使用しているMCTアレイ検出器のいくつかの素子に不具合がある可能性があり,その不具合の検証と修理にかかる費用と期間の見積りを行っていた.しかし,平成29年度のうちに,これらが確定しなかったため,研究費を次年度に繰越して,問題に対応することを計画した.
使用計画:早急に不具合の検証と修理にかかる費用と期間の見積りを確定する予定である.

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Selective resonance Raman enhancement of large amplitude inter-ring vibrations of [34](1,2,4,5)cyclophane radical cation; a model of π-stacked dimer radical ions2018

    • 著者名/発表者名
      Okajima Hajime、Shinmyozu Teruo、Sakamoto Akira
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 20 ページ: 3395~3402

    • DOI

      10.1039/C7CP06720H

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flapping viscosity probe that shows polarity-independent ratiometric fluorescence2017

    • 著者名/発表者名
      Kotani Ryota、Sotome Hikaru、Okajima Hajime、Yokoyama Soichi、Nakaike Yumi、Kashiwagi Akihiro、Mori Chigusa、Nakada Yuki、Yamaguchi Shigehiro、Osuka Atsuhiro、Sakamoto Akira、Miyasaka Hiroshi、Saito Shohei
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry C

      巻: 5 ページ: 5248~5256

    • DOI

      10.1039/C7TC01533J

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Observation of the Ultrafast Evolution of Open-Shell Biradical in Photochromic Radical Dimer2017

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Yoichi、Okajima Hajime、Sotome Hikaru、Yanai Takeshi、Mutoh Katsuya、Yoneda Yusuke、Shigeta Yasuteru、Sakamoto Akira、Miyasaka Hiroshi、Abe Jiro
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 139 ページ: 6382~6389

    • DOI

      10.1021/jacs.7b01598

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ATR-FTIR Study on Synthetic Peptide Analogues of the Ca2+-binding Sites of Ca2+-binding Proteins2017

    • 著者名/発表者名
      M. Nara, H. Morii, A. Sakamoto, T. Miyakawa, M. Tanokura
    • 雑誌名

      Peptide Science

      巻: 2016 ページ: 113-114

    • 査読あり
  • [学会発表] Near-infrared Resonance Raman Spectroscopy of Excited Triphenylene, a Symmetric Polycyclic Aromatic Hydrocarbon2017

    • 著者名/発表者名
      H. Okajima and A. Sakamoto
    • 学会等名
      The Fifth Taiwan International Symposium on Raman Spectroscopy
    • 国際学会
  • [学会発表] Femtosecond Time-resolved Infrared Absorption Study on Photoexcited Dynamics of Regioregular Poly(3-hexylthiophene) in Solutions2017

    • 著者名/発表者名
      G. Aoyama, H. Okajima, A. Sakamoto
    • 学会等名
      The Fifth Taiwan International Symposium on Raman Spectroscopy
    • 国際学会
  • [学会発表] Determination of absolute configurations of binaphthyl derivatives in solution by Raman optical activity spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      S. Itami, H. Okajima, A. Sakamoto
    • 学会等名
      The Fifth Taiwan International Symposium on Raman Spectroscopy
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Raman spectroelectrochemical system for tracing formation processes of radical ions2017

    • 著者名/発表者名
      I. Gomita, H. Okajima, A. Sakamoto
    • 学会等名
      The Fifth Taiwan International Symposium on Raman Spectroscopy
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurements and analyses of infrared absorption spectra of the anionic species of benzophenone derivatives2017

    • 著者名/発表者名
      A. Shimomura, H. Okajima, A. Sakamoto
    • 学会等名
      The Fifth Taiwan International Symposium on Raman Spectroscopy
    • 国際学会
  • [学会発表] フェムト秒時間分解赤外分光法による溶液中及びフィルム中での立体規則性ポリ(3-ヘキシルチオフェン)の光励起ダイナミクス2017

    • 著者名/発表者名
      青山 元気,岡島 元,坂本 章
    • 学会等名
      第11回分子科学討論会2017
  • [学会発表] 顕微ラマンイメージングを用いたマイクロリアクター内の液液混合過程の定量観察2017

    • 著者名/発表者名
      岡島 元,山田 志織,望月 眞馬,坂本 章
    • 学会等名
      第11回分子科学討論会2017
  • [学会発表] In situラマン分光電気化学によるアントラセン誘導体のラジカルアニオンの構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      五味田 一柊,岡島 元,坂本 章
    • 学会等名
      第11回分子科学討論会2017
  • [学会発表] ラマン光学活性分光法による溶液中のビナフチル誘導体の二面角の決定2017

    • 著者名/発表者名
      伊丹 瀬怜奈,岡島 元,坂本 章
    • 学会等名
      第11回分子科学討論会2017
  • [学会発表] ラジカルイオン種の生成過程を追跡するためのラマン分光電気化学システムの開発2017

    • 著者名/発表者名
      五味田 一柊,岡島 元,坂本 章
    • 学会等名
      平成29年度 日本分光学会年次講演会
  • [学会発表] これまでに行ってきたこと,これから行いたいこと:不安定な分子種を中心として2017

    • 著者名/発表者名
      坂本 章
    • 学会等名
      平成29年度 日本分光学会年次講演会 「分光学夢シンポジウム」
    • 招待講演

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公開日: 2018-12-17  

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