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2014 年度 実績報告書

ダークステートを含めた感応性化学種の励起エネルギー準位構造の解明

公募研究

研究領域感応性化学種が拓く新物質科学
研究課題/領域番号 25109544
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

鎌田 賢司  独立行政法人産業技術総合研究所, 無機機能材料研究部門, 上級主任研究員 (90356816)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード感応性化学種 / ジラジカル性 / 電子状態 / ダークステート / 二光子吸収
研究実績の概要

本研究は新奇な結合様式を持つ感応性化学種について、最低励起状態近傍の電子励起状態のエネルギー順位構造を禁制遷移状態(ダークステート) も含めて明らかにすることを目的とする。このため、揺らぎ易い結合を持つ一重項ジラジカロイド(中間ジラジカル性)化合物など新しい結合様式を持つ種々の化合物について、二光子吸収スペクトル測定を行ってきている。
昨年度の結果より、開殻性と共に2つのラジカル中心の間のπ電子系の広がりが重要な因子であることが示された。そこでπ共役系が長くなるにつれてジラジカル性が増加するキノイダルオリゴチオフェン誘導体の2~4量体の二光子吸収スペクトル測定を測定した結果、π共役系が長くなるにつれ二光子吸収断面積は10倍以上増大するとともに、複数の二光子吸収ピークが現れた。最も長波長の二光子吸収ピークの遷移エネルギーは3量体以上で最低エネルギーの一光子吸収ピークの遷移エネルギーより低くなり、ダークステートが最低励起状態へと低下することが示された。
一方、昨年度近赤外領域で強い二光子吸収を示すことが見出された高周期典型元素を含むドナー置換リン-アザポルフィリンについて、測定波長域を拡大するとともに、異なる中心金属および置換基を持つものとの比較を行った。その結果、リンでは一光子と二光子スペクトルの形状はほぼ一致するのに対し、他の中心金属では、一光子と二光子スペクトルの形状は互いに異なり、また同波長域での二光子吸収断面積はリンに比べて1桁程度小さかった。これらの違いから中心金属にリンを持つアザポルフィリンはその電子状態に基づく特徴的な遷移特性を有することが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Solvent artifact in nonlinear absorption measurement by the open-aperture Z-scan method2015

    • 著者名/発表者名
      Kamada, K.
    • 雑誌名

      Nonlinear Optics, Quantum Optics: Concepts in Modern Optics

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strategy towards large two-photon absorption cross-sections for diketopyrrolopyrroles2015

    • 著者名/発表者名
      Purc, A.; Sobczyk, K.; Sakagami, Y.; Ando, A.; Kamada, K.; Gryko, D. T.
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry C

      巻: 3 ページ: 742-749

    • DOI

      10.1039/c4tc02375g

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Third-Order Nonlinear Optical Properties of One-Dimensional Open-Shell Molecular Aggregates Composed of Phenalenyl Radicals2014

    • 著者名/発表者名
      Yoneda, K.; Nakano, M.; Fukuda, K.; Matsui, H.; Takamuku, S.; Hirosaki, Y.; Kubo, T.; Kamada, K.; Champagn, B.
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 20 ページ: 11129-11136

    • DOI

      10.1002/chem.201402197

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anthenes: model systems for understanding the edge state of graphene nanoribbons2014

    • 著者名/発表者名
      Konishi, A.; Hirao, Y.; Kurata, H.; Kubo, T.; Nakano, M.; Kamada, K.
    • 雑誌名

      Pure and Applied Chemistry

      巻: 86 ページ: 497 - 505

    • DOI

      10.1515/pac-2013-0811

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-Photon Absorption Spectrum of Non-Centrosymmetric Molecules2014

    • 著者名/発表者名
      Kamada, K.
    • 雑誌名

      Display and Imaging

      巻: 1 ページ: 107-130

    • 査読あり
  • [学会発表] 光誘起ω解離機構を用いた広帯域光重合開始剤の開発2014

    • 著者名/発表者名
      金田 寛之, 大島 寿郎, 澤田 和宏, 日高 基彦, 德永 和也, 鎌田 賢司, 山路 稔
    • 学会等名
      2014年光化学討論会
    • 発表場所
      北海道札幌市
    • 年月日
      2014-10-14 – 2014-10-14
  • [学会発表] 二光子吸収:何ができるか? 何でできるか?2014

    • 著者名/発表者名
      鎌田 賢司
    • 学会等名
      新学術領域「感応生化学種が拓く新物質科学」領域内共同・連携フォーラム「生体関連感応性化学種」
    • 発表場所
      東京都江戸川区
    • 年月日
      2014-10-13 – 2014-10-13
    • 招待講演
  • [学会発表] Open-Shell Electronic Molecule: A New Family of Two-Photon Absorption Materials2014

    • 著者名/発表者名
      鎌田 賢司
    • 学会等名
      The 10th Korea-Japan Symposium on Frontier Photoscience -2014 (KJFP2014)
    • 発表場所
      ソウル(韓国)
    • 年月日
      2014-06-21 – 2014-06-21
    • 招待講演

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公開日: 2016-06-01  

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