フェムト秒顕微過渡吸収イメージング分光による光ー熱変換ダイナミクスの解明

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K05211
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分28030:ナノ材料科学関連
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 石橋 千英 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 講師 (10506447)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 時間分解ナノ分光 / 有機ナノ結晶 / 光熱変換過程 / 光協同現象

研究成果の概要

ナノメートルからマイクロメートルサイズの単一有機結晶の励起状態ダイナミクスを測定可能なフェムト秒ポンプープローブ顕微イメージング分光装置の開発を行い、サイズや形状に沿った光エネルギーの流れを可視化することに成功した。さらに、有機ナノ粒子コロイドにおける光熱変換過程を明らかにし、貴金属ナノ粒子とは異なる熱化過程をすることがわかった。またレーザー加熱と光反応がカップルした新奇光協同現象も見出した。

自由記述の分野

物理化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

光吸収によって発生した熱は分子光デバイスの性能に影響を与えるので、本研究の成果である有機ナノ固体における熱化過程を詳細な解明は、デバイスを設計する上で重要な基礎情報を与える。またレーザー光照射によって迅速な加熱とその熱の手助けによって光反応効率が大幅に増大する現象を見出しており、これは複数の光子と複数の分子による光協同現象として捉えることができ、新たな光エネルギー利用方法の観点から評価が高い。