ラマンビ-ト・レーザー分光による複雑な電子状態の性格付け(スピン副準位によるラマンビ-ト信号検出の応用)
【研究分野】物理化学
【研究キーワード】
二重共鳴 / 磁気共鳴 / 電子状態 / ラマンビ-ト / ヘテロダイン / カラーセンター / 核四重極子 / 結晶サイト / スピン副準位 / 核スピン共鳴 / 金属錯体
【研究成果の概要】
LaF_3結晶中にドープされたPr^<3+>は可視領域に^1D_2(592.7nm)と^3P_0(477.9nm)の二つの長寿命の電子励起状態を持つ。これらの電子励起状態は液体ヘリウム温度で発光寿命が長く、Pr核の核スピン(I=5/2)によるMHz単位の微細構造が見られる。この微細構造を明らかにすべく多くの研究がなされてきた。しかし電子励起状態^3P_0(477.9nm)に関する研究は、励起波長が青色領域で超高分解CW色素レーザーが扱いにくい領域であるために、フォトンエコーなどのパルスレーザーを用いた研究に限られていた。我々は励起状態^1D_2(592.7nm)への遷移によるラマンヘテロダイン・光磁気二重共鳴測定をプロトタイプとしてその装置・手法の基礎固めを行った。また、この手法を励起状態^3P_0(477.9nm)への遷移に応用し、Pr^<3+>を囲む核の核四重極子共鳴(NQR)測定に成功した。
1.5Kに冷やした試料に、単一モード・色素レーザー光とラジオ波を照射する。ラジオ波が電子状態内の磁気遷移に共鳴すると、入射レーザー光と磁気副準位分だけ周波数の異なる発光が生じる。これを透過光の強度変調信号としてシリコンフォトダイオードで検出して、ラマンヘテロダイン信号を得る。レーザー光を^3H_4-^3P_0(477.9nm)に共鳴させると8.4MHzと16.7MHzに基底状態^3H_4におけるI=5/2のPr核のNQRが観測された。一方2.0-5.0MHzの周波数領域に、Pr核のNQR信号より二桁ほど強度の弱い信号が得られ、色中心Pr^<3+>と磁気双極子相互作用するホスト結晶内のLa核のNQR信号であると解った。その結果、Pr^<3+>核を囲む異なるサイトに位置するLa核の詳しい磁気的環境を調べることができた。
【研究代表者】
【研究分担者】 |
松下 道雄 | 岡崎国立共同研究機構 | 分子科学研究所 | 助手 | (Kakenデータベース) |
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【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】1995 - 1996
【配分額】8,100千円 (直接経費: 8,100千円)