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

2021 年度 実績報告書

• 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 – 2022-03-31
• 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 / 振動解析 / 赤外分光 / ラマン分光

研究実績の概要

本研究では，電子励起された共役二量体分子，すなわち，エキシマーにおいて，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．令和3年度には，主に，以下の3つの研究を行った．
(1) 共役二量体分子のラジカルアニオンとジアニオンの振動分光分析：2つの共役分子(ビフェニル)をアルキル鎖で連結した共役二量体分子[3,3](4,4’)ビフェニロファン(BPP)を還元しながら紫外・可視・近赤外吸収分光と共鳴ラマン分光を行い，アニオン種の生成メカニズムを明らかにし，アニオン種の振動解析を行った．
(2) ベンゼンの対称性と呼吸振動：ベンゼンの様々な同位元素置換体のラマンスペクトルの測定と密度汎関数法計算に基づく解析から，“ベンゼン環の対称性”と“呼吸振動の有無および強度”の関係を解析した．
(3) 光応答性二核錯体の光誘起準安定状態の解析：極低温(～7 K)から室温まで温度を変えながら光応答性二核錯体の赤外分光測定を行い，特異な焦電効果の起源を明らかにした．

研究成果

• [雑誌論文] Excited-state dynamics of dipyrrolyldiketone difluoroboron complexes (2022)
  • 著者名/発表者名: Ryota Sato, Hajime Okajima, Shinya Sugiura, Yohei Haketa, Yusuke Kinoshita, Hitoshi Tamiaki, Akira Sakamoto, Hiromitsu Maeda and Yoichi Kobayashi
  • 雑誌名: Physical Chemistry Chemical Physics 巻: 24 ページ: 1685～1691
  • DOI: 10.1039/D1CP04804J
  • 査読あり
• [雑誌論文] ATR-FTIR Study of Synthetic Peptide Analogs of the Calcium-Binding Site III of Rabbit Skeletal Muscle Troponin C: Effects of Amino-Acid Replacement (2022)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Nara, Hisayuki Morii, Akira Sakamoto, Takuya Miyakawa, Masaru Tanokura
  • 雑誌名: Peptide Science 巻: 2021 ページ: 161～162
  • 査読あり
• [雑誌論文] Symmetry of the benzene ring and its normal vibrations: The “breathing” mode is not always a normal vibration of a benzene ring (2021)
  • 著者名/発表者名: Akira Sakamoto and Mitsuo Tasumi
  • 雑誌名: Journal of Raman Spectroscopy 巻: 52 ページ: 2282～2291
  • DOI: 10.1002/jrs.6131
  • 査読あり
• [雑誌論文] Manipulating electron redistribution to achieve electronic pyroelectricity in molecular [FeCo] crystals (2021)
  • 著者名/発表者名: Pritam Sadhukhan, Shu-Qi Wu, Jeremy Ian Long, Takumi Nakanishi, Shinji Kanegawa, Kaige Gao, Kaoru Yamamoto, Hajime Okajima, Akira Sakamoto, Michael L. Baker, Thomas Kroll, Dimosthenis Sokaras, Atsushi Okazawa, Norimichi Kojima, Yoshihito Shiota, Kazunari Yoshizawa, and Osamu Sato
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 12 ページ: 4836
  • DOI: 10.1038/s41467-021-25041-4
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 錠剤成型したアミノ酸の簡便な振動円二色性分光－水溶液中での測定との比較－ (2022)
  • 著者名/発表者名: 岩瀬 孟司，中川 裕貴，岡島 元，島田 林太郎，坂本 章
  • 学会等名: 2021年度 日本分光学会 生細胞分光部会研究会
• [学会発表] [3.3](4,4’)ビフェニロファンの複数のアニオン種の振動分光分析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 白石 隼矢，島田 林太郎，岡島 元，坂本 章
  • 学会等名: 日本化学会 第102春季年会(2022)
• [学会発表] 赤外分光法によるEFハンドモチーフの構造解析－配位子セリンがCa2＋配位構造に及ぼす影響 (2022)
  • 著者名/発表者名: 奈良 雅之，森井 尚之，坂本 章，宮川 拓也，田之倉 優
  • 学会等名: 日本化学会 第102春季年会(2022)
• [学会発表] [3.3](4,4’)ビフェニロファンのラジカルアニオンの振動分光分析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 白石 隼矢，岡島 元，島田 林太郎，坂本 章
  • 学会等名: 第15回分子科学討論会 2021
• [学会発表] 錠剤成型したアミノ酸の振動円二色性分光－水溶液中での測定との比較－ (2021)
  • 著者名/発表者名: 岩瀬 孟司，中川 裕貴，岡島 元，島田 林太郎，坂本 章
  • 学会等名: 第15回分子科学討論会 2021
• [学会発表] 9-フェニルアントラセン(9PA)の3つの重水素化物の合成と電子励起された9PAの詳細なラマン分光分析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 吉澤 優花，佐藤 宏樹，岡島 元，島田 林太郎，坂本 章
  • 学会等名: 第15回分子科学討論会 2021
• [学会発表] Molecular Structures and Dynamics of Photoresponsive Molecules and Complexes Revealed by Ultrafast Infrared Spectroscopy and Steady-state Infrared Spectroscopy under Cryogenic Condition and Photo-irradiation (2021)
  • 著者名/発表者名: Akira Sakamoto, Genki Aoyama, Yusuke Horie, Hajime Okajima
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2021 (Pacifichem 2021)
  • 国際学会 / 招待講演