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以前にEu^<3+>が共鳴多光子励起によってEu^<2+>へ光還元されることを見出しており、さらに、一昨年にはEu^<3+>は溶液中で非共鳴励起でもEu^<2+>へ光還元を起こすことを見出した。20年度には同様の反応がSm^<3+>についても起きることを見出した。Smは同位体の分布が144から154と極めて大きく、同位体分離に向けた我々のモデル元素である。ゴールに向け大きい一歩を踏み出すことができた。試料はSmCl_36H_2Oのメタノール溶液に15-Crown-5を加え脱ガスした。共鳴多光子励起では800nmレーザーの高調波をまた用いたが、このとき結晶BBOの角度を調整することにより、中心波長を403nmとし、Sm^<3+>イオンのff吸収に同調した。また、非共鳴励起では、800nm、45fsで、焦点距離100mmのレンズを用い、焦点に試料を配置し、照射した。生成物であるSm^<2+>はHe-Neレーザー(543。5nm)を励起光源とし、その蛍光により評価した。また、関連で、Sm^<2+>の溶液における蛍光特性を調べたが、これは初めての成果である。
レーザー波長が800nmの場合、パルスエネルギー、300μJ/パルスを0-180000ショット照射した。その後、試料の蛍光スペクトルを測定した。Sm^<2+>の生成が観測された場合には、同溶媒和電子がSm^<3+>によりトラップされ、Sm^<2+>が生成したと解釈できる。また、以前に我々はEu^<3+>が共鳴3光子によりEu^<2+>へ還元されることを報告しているが、同様の還元反を403nm励起、Sm^<3+>イオンの系でも観測できた。
研究発表の成果の記載では、関連のフェムト秒イオン化の結果を含めた。
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