Yöntem makalesi

Yapısal Photoresponsive sıvı kristaller dinamikleri gözlemlemek için yeni teknikleri

DOI:

10.3791/57612

⸱

29 Mayıs 2018

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
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

Bu makalede

Özet

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

Burada, bir sütun halinde photoexcited molekülleri etrafında yerel yapıların deformasyonlar gözlemleri sağlayan diferansiyel-algılama analizleri zaman karar vermek kızılötesi titreşim spektroskopisinin ve elektron kırınım protokolleri mevcut sıvı kristal, yapısı ve bu fotoaktif malzeme dinamikleri arasındaki ilişki üzerine atomik bir bakış açısı veren.

Özet

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

Zaman karar vermek kızılötesi (IR) titreşim spektroskopisinin ve zaman çözüldü elektron kırınım kullanarak sıvı kristal (LC) aşamasında moleküller deneysel ölçümler bu makalede görüşmek. Sıvı kristal faz katı ve sıvı fazlar arasında varolan madde önemli bir durumdur ve olduğu gibi organik elektronik doğal sistemlerin de yaygındır. Sıvı kristaller orientationally sipariş ancak gevşek Paketli ve bu nedenle, iç biçimler ve hizalamaları LCs moleküler bileşenlerinin dış uyaranlara tarafından değiştirilebilir. Her ne kadar zaman karar vermek gelişmiş difraksiyon tekniklerini Pikosaniye ölçekli tek kristaller moleküler dinamiklerini ortaya çıkardı ve polycrystals, doğrudan gözlem ambalaj yapıları ve yumuşak malzeme ultrafast dynamics tarafından bulanık engel olmuştur kırınım desenleri. Burada, IR titreşim spektroskopisinin zaman karar vermek ve elektron diffractometry ultrafast anlık görüntülerini fotoaktif çekirdek yan taşıyan sütunlar halinde bir LC malzeme elde etmek için raporu. Diferansiyel-algılama analizleri kombinasyonu zaman çözüldü-IR titreşim spektroskopisinin ve elektron kırınım yapıları ve yumuşak malzeme dinamikleri photoinduced karakterize güçlü araçlardır.

Giriş

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

Sıvı kristaller (LCs) çeşitli işlevler var ve bilimsel ve teknolojik uygulamalar1,2,3,4,5,6' da yaygın olarak kullanılmaktadır. LCs davranışını kendi orientational de molekülleri yüksek hareket yeteneği olarak sipariş için bağlanabilir. LC malzemelerin moleküler yapısı genellikle bir mesogen çekirdek ve LC moleküllerin yüksek hareket kabiliyetine sahip emin olmak kadar esnek karbon zincirleri ile karakterizedir. Dış uyaranlara7,8,9,10,11,12,13,14altında,15 , ışık, elektrik alanları, sıcaklık değişiklikleri veya mekanik basınç, küçük Intra - ve fonksiyonel davranışını önde gelen sistem, yeniden sıralama LC molekülleri neden köklü yapısal cins hareketleri gibi. LC malzemelerin işlevleri anlamak için moleküler ölçek yapısı LC aşamasında belirlemek ve moleküler biçimler ve ambalaj deformasyonlar anahtar hareketleri tanımlamak önemlidir.

X-ışını kırınım (XRD) yaygın olarak LC malzemeleri16,17,18yapıları belirlemek için güçlü bir araç olarak istihdam edilmektedir. Ancak, bir işlev uyaranlara duyarlı özünden kaynaklanan kırınım deseni kez geniş halo desenine göre uzun karbon zincirlerinden gizli olduğunu. Bu soruna etkili bir çözüm moleküler dynamics photoexcitation kullanarak doğrudan gözlemleri sağlar zaman çözüldü kırınım Analizi tarafından sağlanır. Bu teknik daha önce ve photoexcitation sonra elde edilen kırınım desenler arasındaki farklar kullanarak photoresponsive aromatik yan hakkında yapısal bilgi ayıklar. Bu farklılıklar arka plan gürültü kaldırmak ve doğrudan ilgi yapısal değişiklikleri gözlemlemek için yol sağlar. Analizleri fark kırınım kalıplarının yalnız, böylece zararlı kırınım photoresponsive karbon zincirlerinden hariç fotoaktif yan gelen modüle sinyalleri ortaya koyuyor. Bu fark kırınım Analizi yönteminin bir açıklaması vardı, M. ve ark19sağlanır.

Zaman çözüldü kırınım ölçümleri malzemeler20,21,22,23, faz geçiş sırasında oluşan atomik düzenlemeler hakkında yapısal bilgi verebilir misiniz 24 , 25 , 26 , 27 , 28 , 29 ve kimyasal reaksiyonlar arasında molekülleri30,31,32,33,34. Akılda bu uygulamaları ile dikkat çekici ultrabright ve darbeli ultrashort x-ışını35,36 ve elektron37,38,39 gelişiminde ilerleme kaydedildi , 40 kaynakları. Ancak, zaman çözüldü kırınım sadece basit, izole moleküllere veya için tek - veya poli-kristaller, içinde son derece inorganik kafes sipariş uygulanmış veya organik moleküller yapısal sağlayan iyi çözülmüş kırınım desenler üretmek bilgi. Buna ek olarak, daha karmaşık yumuşak malzeme ultrafast yapısal analiz onların daha az sipariş edilen aşama nedeniyle engel olmuştur. Bu çalışmada, zaman çözüldü elektron kırınım yanı sıra geçici soğurma spektroskopisi ve istimal bu fotoaktif LC malzemeler yapısal dinamikleri karakterize etmek için zaman karar vermek kızılötesi (IR) titreşim spektroskopisi kullanımını göstermektedir kırınım çıkarılan metodoloji19.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

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

Kızılötesi titreşim spektroskopisinin 1.Time karar vermek

  1. Numune hazırlama
    1. Çözüm: π genişletilmiş cyclooctatetraene (π-karyolası) molekülleri içine diklorometan uygun konsantrasyon (1 mmol/L) ile geçiyoruz.
    2. LC faz: π-karyolası tozu 100 ° c sıcaklıkta sıcak sac kullanarak bir kalsiyum florür (CaF2) yüzey üzerinde erime Örnek bir oda sıcaklığında ne yapıyorsun?
      Not: Orta-IR aralığında saydam bir malzeme (CaF2 veya baryum florür (BaF2)) seçmeniz gerekir.
  2. Aparatı ayarlama
    1. Titanyum safir (Ti:sapphire) lazer ve chirped darbe amplifikatör geçiş yapar. Termal olarak onları birkaç saat için stabilize.
    2. Hizalamaları doğru olduğundan emin olun. Güç ve ultraviyole (UV) pompa ve IR orta sonda istikrarı denetleyin ve optik yol gerekirse yeniden hizalayın. Zaman karar vermek kızılötesi spektroskopi Optik Kurulum Şekil 5' te verilmiştir.
    3. Sıvı nitrojen kullanarak HgCdTe IR dedektörü dizi ne yapıyorsun? Böylece ışık o makul miktarda faiz aralığında algılanır Spektrometre doğru yer olduğundan emin olun. Soğurma spektrumları polistiren veya polietilen tereftalat gibi iyi bilinen malzemelerin kullanarak Spektrometre kalibre.
    4. Örnek tutucu üzerinde büyük fotoğraf kaynaklı geçici yanıt (Si gofret (1 mm) veya Re(bpy)(CO)3Cl/CH3CN çözümü) gösteren bir örnek bağlayın. Pozitif bir değer pompa-sonda ertelemeyi bulun ve pompa-sonda örtüşme sağlamak için pompa ışın karıştırarak tarafından geçici sinyal miktarı en iyi duruma getirme.
    5. Ev yapımı programı (Şekil 6) kullanarak pompa-sonda gecikme uzun menzilli tarama alarak zaman kökenli ayarı bulmak. Geçici sinyal ortaya çıkmaya başladığı konumunu kontrol edin.
    6. Re(bpy)(CO)3' te kimin dipol anlar ortogonal Cl germe CO simetrik ve anti-simetrik titreşim dinamikleri kontrol edin. Sihirli açı durumu düzgün tanıştığımda her ikisi de tam olarak aynı dynamics göstermek gerektiğini unutmayın.
  3. Ölçüm ve veri alma
    1. Çözüm: Ev yapımı akışı hücre bağlayın. İnert gaz (Azot (N2) veya Argon (Ar)) ile kabarcıklanma aygıt kurulum. LC faz: sürekli lazer noktalar lazer kaynaklı zarar en aza indirmek için örnek üzerinde taşımak için motorlu sahne alanı'ndaki substrat spin kaplı π-karyolası örnekle Mount.
    2. Doublecheck sıfır konumu ile örnek.
    3. Düzgün pompa-sonda gecikme tarama aralığını ayarlamak (başlangıç, bitiş ve adım).
    4. Verileri kaydetmek için bir dizin seçin.
    5. Veri toplama ile ev yapımı programını başlatın.
      Not: Veri dizininde otomatik olarak kaydedilir.

2. zaman çözüldü elektron kırınım

  1. Örnek substrat imalatı
    1. Her iki ön 30-nm-kalın silikon-zengin silikon nitrür (Si3N4veya sadece günah) kapalı bir silikon (001) gofret (200 µm kalınlığında), satın film (Şekil 11A). Günah/Si/günah gofret Meydanı'nda (15 × 15 mm2) kesti.
    2. Ar küme iyon kirişler41 , 2.5 × 1016 iyonları/cm2 üzerine günah/Si/günah gofret taraflardan biri akım ile yine de ışınlatayım 30-nm-kalın günah film (Şekil 11 kaldırmak için yeterli olan bir metal maskesi (Şekil 12), B, C).
      Not: Günah film kaldırmak için alternatif bir yöntem plazma gravür ya da iyon gravür kirişler.
    3. Potasyum hidroksit (KOH) sulu çözüm konsantrasyonu % 28, hazır olun.
    4. Gofret KOH çözüm için 1-2 gün (Şekil 11D), 60-70 ° C sıcaklığında içine daha fazla yolu ile izotropik kimyasal aşındırma42Si gofret, aşındırma gerçekleştiren koymak.
      Not: Gravür Si için KOH çözüm tarafından günah ince film kendinden destekli membran (Şekil 11E) kalır bu yüzden çok daha hızlı bunun için günah, oranıdır.
    5. Gofret günah membranlar deiyonize su ile temizlik ve azot gazı ile kuru.
  2. Numune hazırlama
    1. Kloroform 10 mg/mL bir konsantrasyon, π-karyolası molekülleri geçiyoruz.
    2. Spin-coater program: 5 2000 rpm hızlandırmak s, tutun 30 s ve stop rotasyon için döndürme. Spin-ceket π-karyolası çözüm Şekil 11'Fgösterildiği gibi günah membran yüzey üzerine.
      Not: Uygun gofret boyutu spin-kaplama için daha--dan 10 × 10 mm olmalıdır yüzey gerilimi bazen spin-kaplama malzeme üzerinde daha küçük gofret, örneğin engelleyen bu yana2, bir günah membran kılavuz için iletim elektron mikroskobu.
    3. Günah membran yüzey üzerinde 100 ° c sıcaklıkta bir ocağın üzerinde kaplı örnek koymak, o eritebilir ve oda sıcaklığında (Şekil 11G) yavaş yavaş sakin ol.
  3. Ölçümleri
    1. Örnek örnek kutusunda bir vida ile monte ve vakum odası (örnek odası) örnek sahibi koydu.
    2. Bir kapak ile vakum odası mühür ve döner bir Pompa Odası Vakum düzeyini az 1.000 kadar tahliye geçiş baba. Elektron-gun odası ~ 10-6 Pa (genellikle için daha 12 h) vakum düzeyde olana daha sonra moleküler turbo pompalar üzerinde geçiş yapabilirsiniz.
    3. Ti:sapphire lazer ve cıvıltı darbe amplifikatör geçin ve termal olarak onları daha 1 h stabilize. Zaman çözüldü elektron kırınım deneysel Kur Şekil 9' da verilmiştir. Tekrarlama oranı 500 Hz olarak ayarlayın.
    4. Şarj kuplajlı cihaz (CCD) kamera gerilim filmi geçin ve 10 ° C'ye sakin ol
    5. Elektrik güç kaynağı geçin ve 75 için voltaj ayarlamak kV.
      Not: Kaçak akım güç kaynağının 0.1 µA Aralık dışında dalgalanma değil.
    6. Özel çakışma. Laboratuvar kodlu otomatik program (Şekil 10A) açın ve çekim hızı (50 ms) ayarlayın. Z ekseni ve Y_overlap ve presleme Başlat düğmesini çakışma için Z_overlap için Başlangıç türünü ayarlayarak program kullanarak örnek tutucu donatılmış bir iğne deliği ile elektron ışını pozisyon bulmak.
    7. Elektron ışını iğne deliği konumunda ayarla ve iğne deliği ve sondaj tarafından pompa lazer yansıyan pompa ışık ile hizalayın.
    8. Saat sıfır konumu ile bir inorganik materyal (Bi2Te3) bir laboratuvar kodlu otomatik program (Şekil 10B) kullanarak örnek kutusunda ayar türü başlatmak için zaman karar vermek ve presleme tarafından ölçmek Başlat düğmesi. Bu işlem için pompa akım 2 mJ/cm2ayarlayın.
    9. Elektron ışını belgili tanımlık geçmek için Faraday fincan ekleyin ve elektron ışını ile laboratuvar inşa picoammeter akım ölçmek ve ayarlanabilir ND filtre sonda satırındaki döndürerek ayarlayın. Thefluence pompa darbe waveplate pompa hattı üzerinde döndürerek ayarlayın.
    10. Örnek konuma taşımak ve CCD kamera çekim hızı ayarlayın. Elektron kırınım görüntü türü başlatmak tek için ayar ve Başlat düğmesine basıldığında laboratuvar kodlu otomatik program (Şekil 10B) kullanarak elde edilir.
    11. CCD kamera Peltier öğesinde geçin ve -20 ° c sıcaklık aşağı sakin ol
    12. Saat adım ayarlamak ve zaman çözüldü ölçümler için adımları sayısı. Laboratuvar kodlu otomatik programı (Şekil 10B) türü başlamak zaman karar vermek için ayarlama ve Başlat düğmesine basıldığında kullanarak zaman çözüldü elektron kırınım görüntü elde.
    13. Zaman çözüldü arka plan görüntüsü değiştirme'yi laboratuvar kodlu otomatik program (Şekil 10B) kullanarak kapalı elektron ivme güç kaynağıyla türü başlamak zaman karar vermek için ayarlayarak elde etmek ve Başlat düğmesine basıldığında.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

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

Bir eyer şeklinde π-karyolası iskelet43,44 LC molekül fotoaktif temel birimi olarak iyi tanımlanmış bir sütunlu yığın yapısı oluşturur ve Merkez sekiz membered karyolası halka göstermek için bekleniyor çünkü seçtik bir photoinduced konformasyon heyecanlı-devlet aromaticity19,45sayesinde düz bir biçime değiştirin. Bu malzemenin sentetik işlemi önceki yayın...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

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

Zaman çözüldü elektron kırınım ölçümleri sürecinde önemli bir adım yüksek gerilim Bakımı (75 keV) photocathode ve anot arasındaki mesafe beri geçerli dalgalanma olmadan sadece ~ 10 mm plakadır. Geçerli 0.1 µA aralığı önce veya deneyler sırasında dalgalanma gösteriyorsa, 90 kadar ivme voltajı yükseltin deşarj ve daha 75'e ayarlamak için keV keV. Bu Klima işlem geçerli 0.1 µA aralığında değişiklik gösterir kadar yapılması gerekiyor. Uygun elektron kaynağı dielektrik yeterli gücü ile bu tür makinesi geliştirmek için en önem...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

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

Yazarlar ifşa gerek yok.

Teşekkürler

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

Dr. S. Tanaka Tokyo Teknoloji Enstitüsü'nde IR titreşim spektroskopisinin ölçümler zaman karar vermek için ve Prof. M. Hara ve Dr. K. Matsuo Nagoya Üniversitesi XRD ölçümler için teşekkür ederiz. Prof. Dr. S. Yamaguchi Nagoya Üniversitesi Kiel Üniversitesi'nde Prof. Dr. R. Herges ve Prof. Dr. R. J. D. Miller yapısı Max Planck Enstitüsü ve Dynamics konu değerli tartışma için ayrıca teşekkür ederiz.

Bu eser Japon bilim teknoloji (JST tarafından), saygınlık, "moleküler teknoloji ve yeni işlevler oluşturma" projelerin finansmanı için desteklenir (Grant JPMJPR13KD, JPMJPR12K5 ve JPMJPR16P6 sayısı) ve "Işık enerjisi kimyasal dönüşüm". Bu eser de kısmen JSP'ler Grant numaraları JP15H02103, JP17K17893, JP15H05482, JP17H05258, JP26107004 ve JP17H06375 tarafından desteklenir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Cıvıl cıvıl nabız amplifikatörüSpectra Fizik A.Ş.Spitfire ACEZamana bağlı IR titreşim spektroskopisi için
Cıvıl cıvıl nabız amplifikatörü Spectra Fizik A.Ş.Spitfire XPZamanla çözülen elektron difraktometresi için
Femtosaniye lazerSpectra Physics Inc.TsunamiZamana bağlı IR titreşim spektroskopisi için
Femtosaniye lazerSpectra Physics Inc.TsunamiZamanla çözülen elektron difraktometresi için
Optik parametrik amplifikatörIşık Dönüşümü Ltd.TOPAS prime
64 kanallı cıva kadmiyum tellür IR dedektör dizisiKızılötesi Sistem Geliştirme ŞirketiFPAS-6416-D
FT-IR spektrometresiShimadzu CorporationIR Prestige-21
Yüksek gerilim kaynağıMatsusada hassasHER-100N0.1
Döner pompaEdwardsRV12
Moleküler turbo pompalarAgilent Technologies Japan, Ltd.Twis Torr 304FS
Vakum göstergeleriPfeiffer vakum sistemleri gmbhPKR251ICF70 flanş
için Vakummonitörleri Pfeiffer vakum sistemleri gmbhTPG261
Fiber bağlantılı CCD kameraAndor Technology Ltd.iKon-L HF
BaF2 ve CaF2 yüzeyleriİskele optiğiKalınlık 3 mm
AgGaS2 kristalPhototechnica CorporationÖzel sipariş
BBO kristalleriTokyo Instruments, Inc.SHG &teta;=29.2 derece
THG &teta;=44.3 derece
kalsit kristalleriTokyo Instruments, Inc.Kalınlık 1mm
Optik aynalarThorlabsPF10-03-F01
PF10-03-M01
UM10-45A		Al ceket aynaları
Au ceket aynaları
Ultra hızlı aynalar
Optik aynalarHIKARI,Inc.Geniş bantlı aynalar
Dikroik aynalarHIKARI,Inc.Özel sipariş
Yansıma: 266 nm
İletim: 400, 800 nm
Optik kıyıcıNewport Corporation3501 optik doğrayıcı
Optik panjurlarThorlabs Inc.SH05 / M
SC10
Optik kepenklerSURUGA SEIKI CO., LTD.F116-1
Işın ayırıcılarThorlabs Inc.BSS11R
Sigortalı silika lenslerThorlabs Inc.LA4663
LA4184
BaF2 lensThorlabs Inc.LA0606-E
Polarize aynalarSigmakoki Co., LtdÖzel sipariş
800 nm
için tasarlanmıştır Yansıma: s-polarize ışık
İletim: p-polarize ışık
Yarım dalga plakasıThorlabs Inc.WPH05M-808
Ayna montajlarıThorlabs Inc.POLARIS-K1
KM100		Kinematik ayna bağlantıları
Ayna bağlantılarıSigmakoki Co.,LtdMHAN-30M
MHAN-30S		Gimbal ayna bağlantıları
Ayna bağlantılarıNewport CorporationACG-3K-NLGimbal ayna bağlantıları
Değişken ND filtreleriThorlabs Inc.NDC-25C-2M
Işın ayırıcı Thorlabs Inc.'i monte eder.KM100S
Lens montajlarıThorlabs Inc.LMR1/M
Döner montajlarThorlabs Inc.RSP1/M
RetroreflektörEdmund Optik63.5MM X 30" TR-AL 
spektrometrelerokyanus fotonikUSB-4000
Güç ölçerOphir30A-SH'in yoğunluk monitörü için kullanılır
.S120VC
PM100USB		Pompa darbesi Fotodiyotlarının yoğunluk ölçümleri için kullanılır
Thorlabs, Inc.DET36A/M
DET25K/M
DC güç kaynağıTEXIOPW18-1.8AQManyetik lens için kullanılır
Manyetik lensNissei ETC Co.,LtdÖzel sipariş
AşamalarıNewport CorporationM-MVN80V6
LTAHLPPV6		Manyetik lens için kullanılır
Sahne kontrolörüNewport CorporationSMC100
Aşamaları ve nbsp;Sigmakoki Co., LtdSGSP20-35 (X) < br / > SGSP20-85 (X)Örnek pozisyon Aşamaları için kullanılır
 Sigmakoki Co.,LtdSGSP26-200 (X)
OSMS26-300 (X)		Gecikme süresi üreteci için kullanılır
Sahne kontrolörüSigmakoki Co., LtdSHOT-304GS
PicoammeterLaboratuvar yapımı
spin kaplayıcıMIKASA Co., Ltd1H-D7
sıcak plakaIKA®  C-MAG HP7
SiN gofretSilson LtdÖzel sipariş
KOH sulu çözelti (% 50)Hiroshima Wako Co.,Ltd.168-20455
KloroformHiroşima Wako Co., Ltd.038-18495
DiklorometanHiroşima Wako Co., Ltd.132-02456
Kontrol programları için kişisel bilgisayarlarEpson CorporateEndeavor MR7300E-L32-bit işletim sistemi
Ekipman kontrolü için programNational Instruments CorporationLabview2016
Veri analizi programıThe MathWorks, Inc.Matlab2015b
: CPA Güç ölçer Thorlabs Inc.

Kaynaklar

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

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Zaman z n rl kl IR SpektroskopisiZaman z n rl kl Elektron K r n mDiferansiyel Alg lama AnaliziUltra H zl Molek ler DinamiklerLikit Kristal FazFotoaktif ekirdek BirimiYap sal Dinamiklerin G zlemlenmesiElektron K r n m DesenleriVibrasyonel Spektroskopi

İlgili makaleler