総説

界面を観る新しい偶数次非線形分光

New Even-Order Nonlinear Spectroscopy to Study Soft Interfaces

山口祥一・田原太平
Shoichi YAMAGUCHI and Tahei TAHARA

界面選択的な新しい二次および四次非線形レーザー分光法として，電子和周波発生（ESFG）分光と振動数領域の四次非線形（ χ⁽⁴⁾）ラマン分光を開発した．ESFG分光によって，これまでに無い高い信号雑音比と密な波長データ点を有する界面電子スペクトルを得ることが可能となった． また，χ⁽⁴⁾ラマン分光によって，全指紋領域を含む広い波数範囲の界面分子の振動スペクトルを測定することができるようになった． 電子状態と振動状態に対するこれらの新しい偶数次非線形分光法は， 可視・近赤外領域の光パルスのみを用いるため，生体界面や電気化学界面に代表される多様な“埋もれた”界面の研究に適用することができる．

Novel interface-selective second- (χ⁽²⁾) and fourth-order (χ⁽⁴⁾) nonlinear spectroscopic techniques were developed to study liquid interfaces. χ⁽²⁾ electronic sum frequency generation (ESFG) spectroscopy provides interfacial electronic spectra with an unprecedented high signal-to-noise ratio in a short measurement time, whereas frequency-domain χ⁽⁴⁾ Raman spectroscopy realized observation of vibrational spectra of solute molecules adsorbed at interfaces for the whole fingerprint region. Because these new even-order electronic and vibrational nonlinear spectroscopies utilize only visible and near-infrared laser pulses, they are applicable to the study of a variety of "buried" interfaces.

Keywords:buried interface, surface, even-order nonlinear, spectroscopy, electronic sum frequency generation, χ⁽⁴⁾ Raman