光と電場による反応制御と新奇外場応答機能物性の発現

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20245001
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 太田 信廣 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (70113529)
• キーワード: 光反応ダイナミクス / 光機能物性 / 電場効果 / 超伝導 / 光誘起相転移 / イオン伝導

研究概要

常温で金属の性質を示す有機電荷移動錯体、およびイオン伝導体としてよく知られるヨウ化銀(AgI)の電気伝導度の光照射効果を詳細に調べた。前者に関しては、BEDT-TTFを電子供与体とする物質が主であり、温度を変化させた時に金属と絶縁体の相転移を示す・-(BEDT-TTF)_2I_3および低温で超伝導特性を示す・・(BEDT-TTF)_2[Cu(CN)_2]Br(・-Br)を中心に調べた。パルスレーザーにより可視光を照射し、それと同期した光電流の時間変化を私たちが独自に開発した装置を用いて精密に測定し、電気伝導度への光励起効果を調べた。後者に関しては、固体AgIのペレットを作成し、同じ表面上に一定の間隔を有するカーボン電極を付け、電極間に交流電圧を印加し、LCRメーターを用いたインピーダンス分光法を適用することにより、光照射に伴う電気伝導度の変化を調べた。その結果・-(BEDT-TTF)_2I_3では低温における絶縁相が光照射により金属へと変化すること、加えるパルス電場の大きさとパルス幅を制御することによりこの電気伝導度への光照射効果を制御できることを示した。また・-Brでは超伝導特性を示す温度を中心にその前後の温度で電気伝導度がそのような光照射効果を示すかを調べている。またAgIの場合は、複数の相が存在するが最も安定な・相においては光照射によりイオン伝導度が増加すること、しかも照射光の励起波長によりその光照射効果に顕著な違いが見られること、励起波長を交互に変えて光照射することによりイオン伝導度のスイッチング現象が見られることを示した。さらに光だけではなく、電場印加によってもイオン伝導度の変化を誘発することができることを見つけた。

研究成果

• [雑誌論文] Unprecedented optoelectronic function in organic conductor : Memory effect of photoswitching controlled by voltage pulse width (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Iimori, T.Naito, N.Ohta
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C 113 ページ: 4654-4661
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluorescence of electron donor-acceptor pairs of N-ethylcarbazole and 1, 3-dicyanobenzene in the presence of electric field and magnetic field (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Awasthi, T.Iimori, N Ohta
  • 雑誌名: Chem.Phys.Lett, 470 ページ: 219-223
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric field effects on state energy and molecular orientation of 2-hydrooxyquinoline in sold thin films. (2009)
  • 著者名/発表者名: M.S.Mehata, K.Awasthi, T.Iimori, N.Ohta
  • 雑誌名: J.Photochem. Photobiol. A. 204 ページ: 39-45
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical quest for photoconversion molecules having opposite directions of the electric dipole moment in S0 and S1 states (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Mori, K.Takeshita, E.Miyoshi, N.Ohta
  • 雑誌名: J.Chem.Phys. 130 ページ: 184311-184316
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synergy effects of electric field and magnetic field on fluorescence of electron donor and acceptor pairs in a polymer film (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Awasthia, T.Iimori, N Ohta
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.A 113(40) ページ: 10603-10609
  • 査読あり
• [雑誌論文] Memory effect of photoinduced conductivity switching controlled by pulsed voltages in a molecular conductor (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Iimori, T.Naito, N.Ohta
  • 雑誌名: J.Phys., Conference Series 148 ページ: 012009-1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Excitation wavelength dependence of photoinduced phase transition in polycrystalline Agl at room temperature (2009)
  • 著者名/発表者名: R.Khaton, T.Iimori, N.Ohta
  • 雑誌名: J.Phys., Conference Series 148 ページ: 012021-1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluorescence lifetime imaging study of a single cell : Stress-induced environmental change and electric field effects on fluorescence (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Ohta, T.Nakabayashi, I.Nagao, M.Kinjo, Y.Aoki, M.Tanaka
  • 雑誌名: Proc.SPIE 7190 ページ: 71900R1-71900R11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric field effects on photoluminescence of polyfluorene : Dependence on excitation wavelength, field strength and temperature (2009)
  • 著者名/発表者名: M.S.Mehata, C.-S.Hsu, Y.-P.Lee, N.Ohta
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C 113 ページ: 11907-11915
  • 査読あり
• [雑誌論文] External Electric Field Effects on Emission of a Dendrimer-Encapsulated Gold Nanocluster in a Polymer Film (2009)
  • 著者名/発表者名: R.Ohshima, T.Nakabayashi, T.Hamada, N.Ohta
  • 雑誌名: Chem.Lett. 38 ページ: 546-547
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electroabsorption spectra of directly linked tribenzotetraazachlorin-fullerene conjugates having either electron donating or withdrawing substituents in a polymer film (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Fukuda, S.Masuda, M.Wahadoszamen, N.Ohta, N.Kobayashi
  • 雑誌名: Dalton Transactions 31 ページ: 6089-6091
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative study of electroabsorption spectra of polar and non-polar organic molecules in solution and in a polymer film (2009)
  • 著者名/発表者名: J.Tayama, T.Iimori, N.Ohta
  • 雑誌名: J.Chem.Phys 131 ページ: 244509-1-7
  • 査読あり
• [学会発表] Fluorescence Lifetime Imaging Spectroscopy and its Application to Biological Systems (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Ohta
  • 学会等名: The Second Asian Spectroscopy Conference
  • 発表場所: Seoul 韓国
  • 年月日: 20091130-20091202
• [図書] Molecular Electronic and Related Materials-Control and Probe with Light (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Iimori, T.Naito, N.Ohta
  • 総ページ数: 18
  • 出版者: Synergy effects of photoirradiation and applied Voltage in electrical conductivity of a-(BEDT-TTF)213
• [図書] Molecular Nano Dynamics II : Active Surfaces, Single Crystals and Single Biocells (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Ohta, T.Nakabayashi
  • 総ページ数: 15
  • 出版者: Fluorescence Lifetime Imaging Sudy on Living Cells with ParticularRegard to Electric Field Efects and pH Dependence
• [図書] 光化学研究の最前線2 (2009)
  • 著者名/発表者名: 太田信廣
  • 総ページ数: 66
  • 出版者: 電場・磁場効果の光計測