発表者

谷　賢輔（宮坂研）

指導教官

宮坂　博

Title

Digital Photoswitching of Fluorescence Based on the Photochromism of Diarylethene Derivatives at a Single-Molecule Level

Abstract

Photochromism is defined as a photo-irradiation reversible transformation between two isomers with different absorption spectra. Because the instant change of property such as refractive index, dielectric constant and oxidation/reduction potential between two isomers has been attracting much attention from the viewpoint of applications to photo-memory and photo-switch etc. Also from the basic viewpoint of the elucidation of the chemical reaction dynamics of bond fission and production, chemical reactions starting with the time origin of photoexcitation have been regarded as ideal system for the investigation.

Recently, Irie et al. synthesized the fluorescent diarylethene derivatives with efficient photo-switching and high fluorescent quantum yield. Although the fluorescence intensity gradually changed upon UV and visible light irradiation in solution as an ensemble average, digital on/off switching between two states was observed at the single molecule level.

In the presentation, the details of the experimental methods and mechanisms of photo-switching will be introduced.

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概要

分子のフォトクロミズムとは、異なる吸収スペクトルを持った２つの異性体間の可逆的な光反応である。両異性体間では、吸収スペクトルのみならず、誘電率・屈折率・酸化還元電位などの物性が異なるので、フォトクロミック化合物は光メモリや光スイッチなどへの応用が期待されている系である。また、これらの化合物は、光励起といった時間原点を持つ化学反応であり、結合生成・開裂の光反応の機構解明といった基礎的観点の研究においても重要な分子系となっている。

近年、入江らは、効率の良い光スイッチ機能と、高い蛍光量子収率を併せ持つ蛍光性ジアリールエテンの合成を行った。アンサンブル測定に対応する溶液中では、光異性化に伴い蛍光強度は紫外・可視光照射とともにアナログ的に変化するが、単一分子レベルにおいて２つの状態間のデジタル的なスイッチングが観測された。

　発表では、詳細な測定装置と光スイッチの機構について詳細に報告する予定である。

Reference

Tsuyoshi Fukaminato, Takatoshi Sasaki, Tsuyoshi Kawai, Naoto Tamai, and Masahiro Irie　　J.AM.CHEM.SOC.2004,126,14843