Методическая статья

Новые методы для наблюдения за структурной динамики Photoresponsive жидких кристаллов

DOI:

10.3791/57612

⸱

29 мая 2018 г.

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Graduate School of Natural Science and Technology, Okayama University, 2Graduate School of Science, Kyoto University, 3Center for Computational Sciences, University of Tsukuba, 4Graduate School of Science, Kyushu University

В этой статье

Краткое содержание

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Здесь мы представляем протоколы анализов дифференциально обнаружение времени решены инфракрасный колебательной спектроскопии и электронной дифракции позволяющие наблюдений деформаций местных структур вокруг photoexcited молекул в столбчатых жидкий кристалл, давая атомной перспективы на взаимосвязи между структурой и динамикой этого фотоактивного материала.

Аннотация

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Мы обсуждаем в этой статье экспериментальные измерения молекул жидкокристаллических (ЖК) этапе с использованием времени решены инфракрасный (ИК) колебательной спектроскопии и дифракция электронов, время решена. Жидкий кристалл фаза является важным состояние материи, которая существует между твердой и жидкой фаз, и он встречается в естественных системах, а также как органической электроники. Жидкие кристаллы ориентационно приказал но слабо упакованы, и поэтому, внутренние конформации и выравнивания молекулярные компоненты LCs могут быть изменены на внешние раздражители. Хотя время решена дифракционные методы показали пикосекундной шкала молекулярной динамики монокристаллов и поликристаллов, прямых наблюдений упаковка структур и сверхскоростной динамика мягких материалов сдерживаются размыто Дифракционные текстуры. Здесь мы приводим время решена ИК колебательной спектроскопии и электрон дифрактометрии приобрести сверхскоростной снимки столбчатых LC материала с учетом фотоактивного основные общие. Анализ дифференциально обнаружения комбинации времени решена ИК колебательной спектроскопии и дифракции электронов являются мощными инструментами для характеристики структуры и динамики фотоиндуцированной мягких материалов.

Введение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Жидкие кристаллы (LCs) имеют целый ряд функций и широко используются в научных и технологических приложений1,2,3,4,5,6. Поведение LCs может объясняться их ориентационного заказ а также относительно высокая мобильность их молекул. Молекулярная структура LC материалов, как правило, характеризуются mesogen ядро и длинные гибкие углеродных цепей, обеспечивающих высокую мобильность LC молекул. Под внешними раздражителями7,8,9,10,11,12,13,14,15 , например, свет, электрические поля, изменений температуры или механического давления, малые внутри - и межмолекулярных движений LC молекул причиной резких структурных переназначения в системе, ведущих к его функциональное поведение. Чтобы понять функции LC материалов, важно определить структуру молекулярном уровне в фазе LC и выявления ключевых движения молекулярных конформации и упаковки деформаций.

Дифракция рентгеновских лучей (XRD) обычно используются как мощный инструмент для определения структуры LC материалы16,17,18. Однако дифракционной картины, возникая от функциональных раздражители отзывчивым ядра часто скрывается шаблоном широкого гало от долгого углеродных цепей. Эффективное решение этой проблемы обеспечивается время решена дифракционного анализа, который позволяет прямых наблюдений с помощью фотовозбуждения молекулярной динамики. Этот метод извлекает структурную информацию о photoresponsive ароматических остаток с помощью различия между дифракционные текстуры, полученные до и после фотовозбуждения. Эти различия обеспечивают средства для удаления фонового шума и непосредственно наблюдать структурные изменения интереса. Анализ дифференциального дифракционные текстуры раскрыть модулированные сигналы от фотоактивного группу самостоятельно, тем самым исключая пагубных дифракции от цепей углерода не photoresponsive. Описание этого метода дифференциальной дифракционного анализа приводится в Хада, м. и др.19.

Измерения времени решены дифракции может обеспечить структурную информацию об атомной перестановок, которые происходят во время фазового перехода в материалы20,21,,2223, 24 , 25 , 26 , 27 , 28 , 29 и химических реакций между молекулами30,,3132,33,34. С этими приложениями в виду был достигнут значительный прогресс в развитии ultrabright и ультракоротких импульсного рентгеновского35,36 и электрон37,38,39 , 40 источников. Однако время решена дифракции только был применен простой, изолированных молекул или к одно - или поли кристаллы, в которой высоко приказал неорганических решетки или органические молекулы производят хорошо решен дифракционные текстуры, обеспечение структурной информации. В отличие от этого сверхскоростной структурные анализы более сложных мягких материалов были затруднены из-за их менее упорядоченной фазы. В этом исследовании мы продемонстрировать использование Дифракция времени решены электронов, а также переходных абсорбционной спектроскопии и времени решены инфракрасный (ИК) колебательной спектроскопии характеризовать Структурная динамика фотоактивного LC материалов, с помощью этого дифракции извлечено методологии19.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1.Time решена инфракрасной колебательной спектроскопии

  1. Подготовка образца
    1. Решение: Растворите π-расширенный cyclooctatetraene (π-кроватка) молекул в дихлорметан с надлежащей концентрации (1 ммоль/Л).
    2. LC фаза: растопить π-кроватка порошка на подложке Фторид кальция (2СПП), используя поджарки при температуре 100 ° C. Прохладный образца при комнатной температуре.
      Примечание: Нам нужно выбрать материал (КАФ2 или бария фторид (2BaF)), который является прозрачным в середине ИК диапазоне.
  2. Настройка аппарата
    1. Переключитесь на титан-сапфирового (Ti: Sapphire) лазера и чирпированный Импульсный усилитель. Термически стабилизируйте их на несколько часов.
    2. Убедитесь, что ряды являются правильными. Проверьте мощность и стабильность ультрафиолетового (УФ) насоса и середины ИК датчика и повторно выравнивать оптического пути при необходимости. Оптические установки времени решены инфракрасной спектроскопии приводится на рисунке 5.
    3. Прохладный HgCdTe ИК-детектор массив с помощью жидкого азота. Убедитесь, что спектрометр правильно расположены, так что разумное количество света обнаруживается в круг интересов. Калибровка с помощью спектров поглощения известных материалов, таких как полистирол или полиэтилен Терефталат спектрометр.
    4. Установите пример, который показывает большие фото индуцированной переходный (Si пластин (1 мм) или Re(bpy)(CO)3решение CN Cl/CH3) на держатель образца. Найдите насоса зонд задержки положительное значение и оптимизировать количество переходных сигнала, помешивая луч насос для обеспечения дублирования насоса зонд.
    5. Найдите параметр происхождения время, взяв на большие расстояния сканирования на задержки насоса зонд, с помощью программы построены дома (рис. 6). Проверьте положение где временной сигнал начинают появляться.
    6. Проверьте динамики симметричный и анти симметричный вибрации CO, растяжения в Re(bpy)(CO)3Cl, чьи дипольных моментов являются ортогональными. Обратите внимание, что оба должны показать точно так же динамика, когда должным образом условие магический угол.
  3. Измерения и сбора данных
    1. Решение: Установите ячеек дом построен потока. При необходимости установки восходящей устройство с инертным газом (азотом (N2) или аргон (Ar)). LC фаза: смонтировать образце спин покрытием π-кроватка с подложкой на моторизованного столика постоянно двигаться лазерного пятна на образце для сведения к минимуму ущерба лазерно индуцированным.
    2. Цветоножку время нулевой позиции с образцом.
    3. Диапазон сканирования насоса зонд задержки должным образом (начало, конец и шагом).
    4. Выберите каталог для сохранения данных.
    5. Начните сбор данных с помощью программы построены дома.
      Примечание: Данные автоматически записываются в каталог.

2. время решена электрона дифракции

  1. Изготовление образца субстрата
    1. Приобрести пластины кремния (001) (толщина 200 мкм), обе стороны которых предварительно покрыт нитрид кремния кремния богатых толщиной 30 Нм (Si3N4, или просто SiN) фильм (рисA). Вырежьте SiN/Si/SiN пластин в квадрат (15 × 15 мм2).
    2. Облучать с Ar кластера Ион балки41 на флюенса 2,5 × 1016 ионов/см2 на одну из сторон SiN/Si/SiN вафельные хотя металлические маски (Рисунок 12), который является достаточно, чтобы удалить фильм грех-толщиной 30 Нм (Рисунок 11 B, C).
      Примечание: Это альтернативный метод для удаления грех фильм плазменного травления или ионных пучков травления.
    3. Подготовьте водный раствор гидроксида калия (KOH) на 28% концентрации.
    4. Поместите пластины в Кох раствор при температуре 60-70 ° c для 1-2 дня (Рисунок 11D), которые выполняют далее травления Si пластин через изотропной химического травления42.
      Примечание: Стоимость травления Si решением Кох гораздо быстрее, чем это для греха, поэтому грех тонкая пленка остается как самонесущие мембраны (Рисунок 11E).
    5. Очистите пластины с грехом мембраны в деионизированной воде и высушить его с газом азота.
  2. Подготовка образца
    1. Растворите π-кроватка молекул в хлороформе при концентрации 10 мг/мл.
    2. Программа спин coater: ускорение до 2000 об/мин в 5 s, держать вращение для 30 s и остановить вращение. Спин пальто π-кроватка раствор на субстрат мембраны грех, как показано на рисунке 11F.
      Примечание: Размер надлежащего пластин для спин покрытие должно быть более чем 10 × 10 мм2, так как поверхностное натяжение иногда вмешивается спин покрытие материалов на небольших пластин, например, грех мембраны сетку для просвечивающей электронной микроскопии.
    3. Поместить образец наносится на подложке мембраны грех на конфорку при температуре 100 ° C, расплавить его и постепенно остудить до комнатной температуры (рис. 11G).
  3. Измерения
    1. Смонтировать образца на держателя образца с помощью винта и поместить держателя образца в вакуумной камере (палаты образца).
    2. Уплотнение вакуумной камеры с крышкой и включите роторный насос эвакуироваться в камеру до уровень вакуума меньше чем 1000 ПА. Затем включите молекулярной турбо насосы до электронно пистолет камеры на уровень вакуума ~ 10-6 ПА (как правило, для более чем 12 ч).
    3. Переключиться на титан-сапфировый лазер и щебечут Импульсный усилитель и термически стабилизировать их для более чем 1 час. Экспериментальная установка дифракция электронов время решена приводится на рисунке 9. Установите частоту повторения 500 Гц.
    4. Переключитесь на триллер зарядовой (связью ПЗС) камеры и остудить до 10 ° C.
    5. Включение электропитания и отрегулировать напряжение до 75 кв.
      Примечание: Утечки тока блока питания не следует колебаться из диапазона 0,1 МКА.
    6. Специальные дублирования. Откройте лаборатории кодированный автоматическая программа (рис. 10А) и задайте время экспозиции (50 мс). Найти положение пучка электронов с отверстие в держателе образца, используя программу, задав Тип запуска для Z_overlap для перекрытия Z-axis и Y_overlap и нажав кнопку « Пуск ».
    7. Установите электронного пучка на позиции обскуры и выровнять насос лазер с насос отраженного света по точечным.
    8. Измерить время нулевой позиции с неорганическим материалом (Би2Te3) на держатель образца с помощью лаборатории кодированный автоматические программы (рис. 10B) параметр типа начать времени решены и прессование Кнопку Пуск. Для этого процесса Отрегулируйте Флюенс насос 2 МДж/см2.
    9. Вставьте Фарадея на перевал электронного пучка и измерить Флюенс электронного пучка с построен лаборатории picoammeter и отрегулируйте его поворотом регулируемый ND-фильтр на линии зонд. Отрегулируйте thefluence импульса насоса, поворачивая фазовые на линии насоса.
    10. Переместить в положение образца и задайте время экспозиции камеры на ПЗС. Получите изображение дифракции электронов, с помощью лаборатории кодированный автоматические программы (рис. 10B) задание начать типа Single и нажав кнопку Пуск .
    11. Включите элемент Пельтье CCD камеры и остудить до температуры от-20 ° C.
    12. Установить время шаг и количество шагов для измерений времени решена. Получите время разрешить электрон дифракционного изображения с помощью лаборатории кодированный автоматические программы (рис. 10B), установив начать тип времени решены и нажав кнопку « Пуск ».
    13. Получить время решена фоновое изображение с электрон ускорение питания Выключение с помощью лаборатории кодированный автоматические программы (рис. 10B), установив старт тип времени решены и нажав кнопку « Пуск ».

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Мы выбрали седло образный π-кроватка скелет43,44 фотоактивного основной единицей LC молекулы, потому что он образует четко столбчатой структуры укладки и потому что Центральный восемь membered кроватку кольцо, как ожидается, показывают фотоиндуцированной конформационные изменения в плоской формы связи возбужденные состояния Ароматичность19,45. В предыдущей публикации

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Критический шаг процесса во время измерений Дифракция времени решены электрона является поддержание высокого напряжения (75 кэВ) без текущих колебаний с расстояния между фотокатодом и анода пластина является только ~ 10 мм. Если ток колеблется выше диапазон 0,1 мкА до или в ходе экспериментов, увеличения напряжения ускорение до 90 кэВ до разряда и установить его снова до 75 кэВ. Этот процесс принадлежности должно быть сделано до тех пор, пока ток колеблется в диапазоне от 0,1 МКА. Надлежащего дизайн источник электронов с...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Авторы не имеют ничего сообщать.

Благодарности

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Мы благодарим д-р S. Танака в Токийском технологическом институте поверочные время решена ИК колебательной спектроскопии и профессор м. Хара и доктор K. Мацуо в Нагойском университете XRD измерений. Мы также благодарит профессор Ямагути S. в Нагойском университете, профессор р. Herges в университете Киля и профессор р. ж. д. Миллер в институте Макса Планка для структуры и динамики материи ценные обсуждения.

Эта работа поддерживается по японской технологии науки (JST), вуаля, для финансирования проектов «молекулярной технологии и создание новых функций» (Грант количество JPMJPR13KD, JPMJPR12K5 и JPMJPR16P6) и «Химические преобразования энергии света». Эта работа также частично поддерживается JSP-страницы Грант номера JP15H02103, JP17K17893, JP15H05482, JP17H05258, JP26107004 и JP17H06375.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Усилитель чирпированных импульсовSpectra Physics Inc.Spitfire ACEДля инфракрасной вибрационной спектроскопии с временным разрешением
.Spectra Physics Inc.Spitfire XPДля электронной дифрактометрии с временным разрешением
Фемтосекундный лазерSpectra Physics Inc.ЦунамиДля инфракрасной вибрационной спектроскопии с временным разрешением
Фемтосекундный лазерSpectra Physics Inc.ЦунамиДля электронной дифрактометрии с временным разрешением
Оптический параметрический усилительLight Conversion Ltd.TOPAS prime
64-канальный ртутный теллур теллур инфракрасная детекторная матрицасистемы Корпорацияразвития FPAS-6416-D
FT-IR спектрометрShimadzu CorporationIR Prestige-21
Высоковольтное питаниеMatsusada прецизионныйHER-100N0.1
Роторный насосEdwardsRV12
Молекулярный турбо насосыAgilent Technologies Japan, Ltd.Twis Torr 304FS
ВакуумметрыPfeiffer вакуумные системы gmbhPKR251Для ICF70 фланцевые
вакуумныемониторы Pfeiffer вакуумные системы gmbhTPG261
Оптоволоконная ПЗС-камераAndor Technology Ltd.Подложки iKon-L HF
BaF2 и CaF2ОптикаТолщина 3 мм
Кристалл AgGaS2КорпорацияКристаллы
BBOTokyo Instruments, Inc.SHG θ=29,2 град<бр/> THG θ=44,3 град
кристаллов кальцитаTokyo Instruments, Inc.Толщина 1 мм
Оптические зеркалаThorlabsPF10-03-F01
PF10-03-M01
UM10-45A		Зеркала с алюминиевым покрытием
Au coat зеркала
Сверхбыстрые зеркала
Оптические зеркалаHIKARI,Inc.Широкополосные зеркала
Dichroic зеркалаHIKARI, Inc.Индивидуальный заказ<бр/> Отражение: 266 нм<бр/> Пропускание: 400, 800 нм
Оптический прерывательNewport Corporation3501 оптический прерыватель
Оптические затворыThorlabs Inc.SH05/M
SC10
Оптические затворыSURUGA SEIKI CO., LTD.F116-1
СветоделителиThorlabs Inc.BSS11R
линзы из плавленого кремнеземаThorlabs Inc.LA4663
LA4184
BaF2 объективThorlabs Inc.LA0606-E
Поляризованные зеркалаSigmakoki Co.,LtdИндивидуальный заказ<бр/> Рассчитан на 800 нм<бр/> Отражение: s-поляризованный свет<бр/> Пропускание: p-поляризованный свет
Полуволноваяпластина Thorlabs Inc.WPH05M-808
Крепления для зеркалThorlabs Inc.POLARIS-K1
KM100		Кинематические крепления для зеркал
Sigmakoki Co.,LtdMHAN-30M
MHAN-30S		Крепления для карданного подвеса Крепления для
зеркалNewport CorporationACG-3K-NLПодвесные крепления для зеркал
Переменные нейтральные фильтрыThorlabs Inc.NDC-25C-2M
Крепления светоделителяThorlabs Inc.KM100S
Крепления для объективаThorlabs Inc.LMR1/M
Вращающиеся крепленияThorlabs Inc.RSP1/M
Edmund Optics63,5 мм x 30" EN-AL 
спектрометрыокеанической фотоникиUSB-4000
Измеритель мощностиOphir30A-SHИспользуется для монитора интенсивности
CPA Измеритель мощностиThorlabs Inc.S120VC
PM100USB		Используется для измерения интенсивности импульсных
насосов фотодиодовThorlabs Inc.DET36A/M
DET25K/M
питания постоянного токаTEXIOPW18-1.8AQИспользуется для магнитной линзы
Магнитная линзаNissei ETC Co.,LtdИндивидуальный заказ
СценыNewport CorporationM-MVN80V6
LTAHLPPV6		Используется для магнитной линзы
Сценический контроллерNewport CorporationSMC100
Stage& НБСП;Sigmakoki Co.,LtdSGSP20-35(X)
SGSP20-85(X)		Используется для позиционирования образца
Stage Sigmakoki Co.,LtdSGSP26-200(X)
OSMS26-300(X)		Используется для генератора времени задержки
Контроллер сценыSigmakoki Co.,LtdSHOT-304GS
ПикоамперметрЛабораторный печь
нанесения покрытийMIKASA Co.,Ltd1H-D7
горячая плитаIKA®  C-MAG HP7
SiN пластинаSilson Ltd
Водный раствор KOH по индивидуальному заказу (50%)Hiroshima Wako Co., Ltd.168-20455
ХлороформХиросима Вако Ко., Лтд.038-18495
ДихлорметанХиросима Вако Ко., Лтд.132-02456
Персональные компьютеры для управляющих программEpson CorporateEndeavour MR7300E-L32-разрядная операционная система
Программа для управления оборудованиемNational Instruments CorporationLabview2016
Программа для анализа данныхThe MathWorks, Inc.Матлаб2015б
инфракрасные пирса Фототехника под заказ Ретрорефлектор источник для

Ссылки

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Van Haaren, J., Broer, D. In search of the perfect image. Chem. Ind. 24, 1017-1021 (1998).
  2. Handbook of Liquid Crystals. Goodby, J. W., Collings, P. J., Kato, T., Tschierske, C., Gleeson, H. F., Raynes, P. , Wiley-VCH. Weinheim. (2014).
  3. Liquid Crystal Beyond Displays. Li, Q. , John Wiely & Sons. Hoboken. (2012).
  4. Kato, T. Self-assembly of phase-segregated liquid crystal structures. Science. 295, 2414-2418 (2002).
  5. Fleismann, E. K., Zentel, R. Liquid-Crystalline Ordering as a Concept in Materials Science: From Semiconductors to Stimuli-Responsive Devices. Angew. Chem. Int. Ed. 52, 8810-8827 (2013).
  6. Sergeyev, S., Pisula, W., Geerts, Y. H. Discotic liquid crystals: a new generation of organic semiconductors. Chem. Soc. Rev. 36, 1902-1929 (2007).
  7. Goodby, J. W. Mesogenic molecular crystalline materials. Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 4, 361-368 (1999).
  8. Ichimura, K. Photoalignment of Liquid-Crystal Systems. Chemical Reviews. 100, 1847-1873 (2000).
  9. Ikeda, T. Photomodulation of liquid crystal orientations for photonic applications. J. Mater. Chem. 13, 2037-2057 (2003).
  10. Browne, W. R., Feringa, B. L. Making molecular machines work. Nat. Nanotech. 1, 25-35 (2006).
  11. Ikeda, T., Mamiya, J., Yu, Y. Photomechanics of liquid-crystalline elastomers and other polymers. Angew. Chem., Int. Ed. 46, 506-528 (2007).
  12. Sagara, Y., Kato, T. Brightly Tricolored Mechanochromic Luminescence from a Single-Luminophore Liquid Crystal: Reversible Writing and Erasing of Images. Angew. Chem. Int. Ed. 50, 9128-9132 (2011).
  13. Miyajima, D., et al. Ferroelectric columnar liquid crystal featuring confined polar groups within core-shell architecture. Science. 336, 209-213 (2012).
  14. White, T. J., Broer, D. J. Programmable and adaptive mechanics with liquid crystal polymer networks and elastomers. Nat. Mater. 14, 1087-1098 (2015).
  15. Saito, S., et al. Light-melt adhesive based on dynamic carbon frameworks in a columnar liquid-crystal phase. Nat. Commun. 7, 12094(2016).
  16. Lagerwall, J. P. F., Giesselmann, F. Current Topics in Smectic Liquid Crystal Research. Chem. Phys. Chem. 7, 20-45 (2006).
  17. Yoon, H. G., Agra-Kooijman, D. M., Ayub, K., Lemieux, R. P., Kumar, S. Direct Observation of Diffuse Cone Behavior in de Vries Smectic-A and -C Phases of Organosiloxane Mesogens. Phys. Rev. Lett. 106, 087801(2011).
  18. Takanishi, Y., Ohtsuka, Y., Takahashi, Y., Kang, S., Iida, A. Chiral doping effect in the B2 phase of a bent-core liquid crystal: The observation of resonant X-ray satellite peaks assigned to the 5/10 layer periodic structure. Euro. Phys. Lett. 109, 56003(2015).
  19. Hada, M., et al. Structural Monitoring of the Onset of Excited-State Aromaticity in a Liquid Crystal Phase. J. Am. Chem. Soc. 139, 15792-15800 (2017).
  20. Cavalleri, A., et al. Femtosecond Structural Dynamics in VO2 during an Ultrafast Solid-Solid Phase Transition. Phys. Rev. Lett. 87, 237401(2001).
  21. Hada, M., Okimura, K., Matsuo, J. Characterization of structural dynamics of VO2 thin film on c-Al2O3 using in-air time-resolved x-ray diffraction. Phys. Rev. B. 82, 153401(2010).
  22. Eichberger, M., et al. Snapshots of cooperative atomic motions in the optical suppression of charge density waves. Nature. 468, 799-802 (2010).
  23. Ichikawa, H., et al. Transient photoinduced 'hidden' phase in a manganite. Nat. Mater. 10, 101-105 (2011).
  24. Hada, M., Okimura, K., Matsuo, J. Photo-induced lattice softening of excited-state VO2. Appl. Phys. Lett. 99, 051903(2011).
  25. Zamponi, F., Rothhardt, P., Stingl, J., Woerner, M., Elsaesser, T. Ultrafast large-amplitude relocation of electronic charge in ionic crystals. P. Natl. Acad. Sci. USA. 109, 5207-5212 (2012).
  26. Beaud, P., et al. A time-dependent order parameter for ultrafast photoinduced phase transitions. Nat. Mater. 13, 923-927 (2014).
  27. Morrison, V. R., et al. A photoinduced metal-like phase of monoclinic VO revealed by ultrafast electron diffraction. Science. 346, 445-448 (2014).
  28. Han, T. -R. T., et al. Exploration of metastability and hidden phases in correlated electron crystals visualized by femtosecond optical doping and electron crystallography. Sci. Adv. 5, 1400173(2015).
  29. Waldecker, L., et al. Time-domain separation of optical properties from structural transitions in resonantly bonded materials. Nat. Mater. 14, 991-995 (2015).
  30. Minitti, M. P., et al. Imaging Molecular Motion: Femtosecond X-Ray Scattering of an Electrocyclic Chemical Reaction. Phys Rev. Lett. 114, 255501(2015).
  31. Kim, K. H., et al. Direct observation of bond formation in solution with femtosecond X-ray scattering. Nature. 518, 385-389 (2015).
  32. Gao, M., et al. Mapping molecular motions leading to charge delocalization with ultrabright electrons. Nature. 496, 343-346 (2013).
  33. Ishikawa, T., et al. Direct observation of collective modes coupled to molecular orbital-driven charge transfer. Science. 350, 1501-1505 (2015).
  34. Xian, R., et al. Coherent ultrafast lattice-directed reaction dynamics of triiodide anion photodissociation. Nat. Chem. 9, 516-522 (2017).
  35. Chapman, H. N., et al. Femtosecond X-ray protein nanocrystallography. Nature. 470, 73-77 (2011).
  36. Ishikawa, T., et al. A compact X-ray free-electron laser emitting in the sub-ångström region. Nature Photonics. 6, 540-544 (2012).
  37. Zewail, A. H. Four-dimensional electron microscopy. Science. 328, 187-193 (2010).
  38. Sciaini, G., Miller, R. J. D. Femtosecond electron diffraction: heralding the era of atomically resolved dynamics. Rep. Prog. Phys. 74, 096101(2011).
  39. Hada, M., Pichugin, K., Sciaini, G. Ultrafast structural dynamics with table top femtosecond hard X-ray and electron diffraction setups. Euro. Phys. J. Special Topic. 222, 1093-1123 (2013).
  40. Miller, R. J. D. Mapping atomic motions with ultrabright electrons: the chemists' gedanken experiment enters the lab frame. Annu. Rev. Phys. Chem. 65, 583-604 (2014).
  41. Seki, T., Murase, T., Matsuo, J. Cluster size dependence of sputtering yield by cluster ion beam irradiation. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 242, 179-181 (2006).
  42. Mueller, C., Harb, M., Dwyer, J. R., Miller, R. J. D. Nanofluidic Cells with Controlled Pathlength and Liquid Flow for Rapid, High-Resolution In Situ Imaging with Electrons. J. Phys. Chem. Lett. 4, 2339-2347 (2013).
  43. Mouri, K., Saito, S., Yamaguchi, S. Highly Flexible π-Expanded Cyclooctatetraenes: Cyclic Thiazole Tetramers with Head-to-Tail Connection. Angew. Chem. Int. Ed. 51, 5971-5975 (2012).
  44. Mouri, K., Saito, S., Hisaki, I., Yamaguchi, S. Thermal 8π electrocyclic reaction of heteroarene tetramers: new efficient access to π-extended cyclooctatetraenes. Chem. Sci. 4, 4465-4469 (2013).
  45. Rosenberg, M., Dahlstrand, C., Kilså, K., Ottosson, H. Excited State Aromaticity and Antiaromaticity: Opportunities for Photophysical and Photochemical Rationalizations. Chem. Rev. 114, 5379-5425 (2014).
  46. Kato, T., Mizoshita, N., Kishimoto, K. Functional Liquid-Crystalline Assemblies: Self-Organized Soft Materials. Angew. Chem. Int. Ed. 45, 38-68 (2006).
  47. Rosen, B. M., et al. Dendron-Mediated Self-Assembly, Disassembly, and Self-Organization of Complex Systems. Chem. Rev. 109, 6275-6540 (2009).
  48. Fukazawa, N., et al. Time-Resolved Infrared Vibrational Spectroscopy of the Photoinduced Phase Transition of Pd(dmit)2 Salts Having Different Orders of Phase Transition. J. Phys. Chem. C. 117, 13187(2013).
  49. Mukuta, T., et al. Infrared Vibrational Spectroscopy of [Ru(bpy)2(bpm)]2+ and [Ru(bpy)3]2+ in the Excited Triplet State. Inorg. Chem. 53, 2481-2490 (2014).
  50. Tanaka, S., Takahashi, K., Hirahara, M., Yagi, M., Onda, K. Characterization of the excited states of distal-. and proximal-.[Ru(tpy)(pynp)OH2]2+ in aqueous solution using time-resolved infrared spectroscopy. J. Photochem. Photobio. A. 313, 87-98 (2015).
  51. Mukuta, T., Tanaka, S., Inagaki, A., Koshihara, S., Onda, K. Direct Observation of the Triplet Metal-Centered State in [Ru(bpy)3]2+ Using Time-Resolved Infrared Spectroscopy. ChemistrySelect. 1, 2802-2807 (2016).
  52. Epp, S. W., et al. Time zero determination for FEL pump-probe studies based on ultrafast melting of bismuth. Str. Dyn. 4, 054308(2017).
  53. Hada, M., et al. Cold ablation driven by localized forces in alkali halides. Nat. Commun. 5, 3863(2014).
  54. Hada, M., et al. Ultrafast time-resolved electron diffraction revealing the nonthermal dynamics of near-UV photoexcitation-induced amorphization in Ge2Sb2Te5. Sci. Rep. 5, 13530(2015).
  55. Hada, M., et al. Evaluation of Damage Layer in an Organic Film with Irradiation of Energetic Ion Beams. Jpn. J. Appl. Phys. 49, 036503(2010).
  56. Hada, M., et al. Bandgap modulation in photoexcited topological insulator Bi2Te3 via atomic displacements. J. Chem. Phys. 145, 024504(2016).
  57. Manz, S., et al. Mapping atomic motions with ultrabright electrons: towards fundamental limits in space-time resolution. Faraday Discuss. 77, 467-491 (2015).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Похожие статьи