광화학반응에 수반된 전자이동 메커니즘에 대한 고찰

이하 JST press 기사인용 (원문은 여기)

고에너지가속기연구기구(KEK) 물질구조과학연구소의 사토우토쿠시 연구원, 노카와슌스케 준교수, 아다치신이치 교수, 대학이용기관법인 자연과학연구기구 분자과학연구소의 후지이히로시 준교수, 동경공업대학 대학원이공학연구과의 고시하라신야 교수의 연구팀은 100억분의 1초의 분해능으로, 태양전지나 광촉매의 기초반응에서 전자이동의 메커니즘을 해명하였다. 광에너지를 화학에너지로 변환하는 소과정의 해명은 앞으로의 재료개발에 유익한 정보가 될것으로 보인다. 

본연구에서 이용한 pump-probe법에의한 시간분해 x선흡수분광측정은, 광조사로인해 일어난 화학반응과정에서의 전자이동이나, 그에 수반된 분자구조의 변화를 관측 가능하게 해준다. 이 방법을 통해, 색소증감태양전지, 광촉매, 유기EL등의 디바이스가 실제 작동하는 모습을 관측하는것이 가능하므로, 고효율화등을 도모할수 있을 것으로 기대된다. 

본 연구의 성과는 미국화학회잡지 the journal of physical chemistry C 온라인판에 게재될 예정이다. 

전자이동에의한 구조변화의 개념도

전자가 그림중의 중심에 있는 루테늄 (녹색)으로 부터 배위하고 있는 dipyridine분자로 이동하여, 그 전자가 dipyridine사이를  hopping 하고 있음.


논문명: Coordination and Electronic Structure of Ruthenium(II)-tris -2,2’-Bipyridine in the Triplet Metal-to-Ligand Charge Transfer Excited State Observed by Picosecond Time-Resolved Ru K-edge XAFS