物理化学特論Ⅳ 
光化学および顕微分光の基礎―
142-F-734

担 当 者 単 位 数 配当年次 学 期 曜 日 時 限
齊藤 結花 教授
加藤 隆二 講師
早澤 紀彦 講師
2 D/M 集中(通年)

授業概要

物理化学の理解を深めることを目的として、物質の成り立ちとそれらの物理的・化学的特性を知るための分光学的手法を、広い視野でとらえることを目的とした授業を行います。日本大学の加藤隆二先生には、光と物質の相互作用の基礎から始まって光化学反応を主な話題としてとりあげ、反応物理化学に関する基本的かつ実践的な知識を得るための授業をお願いしています。とくに光触媒、太陽電池などの最近の話題をとりあげ、持続可能な循環型社会の基盤作りに物理化学的な立場からいかに貢献するか具体例とともに解説して頂きます。理化学研究所の早澤紀彦先生には、顕微分光にフォーカスした講義をお願いしています。特にナノスケール空間分解能を有する近接場光学顕微鏡について多くの実例を用いながら詳述します。また2014年ノーベル化学賞に示されたように、レンズを用いたマイクロスコープによっても、ナノに挑戦する超解像顕微技術が開発されていることから、それらの技術も交え顕微分光の将来を俯瞰します。

到達目標

1 光エネルギー変換技術などの背後にある物理化学的問題を,専門的用語を用いて議論できるようになる。
2 マイクロ・ナノの空間分解能を有する光学顕微鏡の基礎的な原理を理解する。さらに、そのメカニズムの理解に基づいて、種々の分光手法についてその特色を把握する。 

授業計画

1 光と物質の相互作用の基本
2 吸収分光の原理と応用
3 過渡吸収分光の原理と応用
4 蛍光分光の原理と応用
5 分光法を用いた有機光機能材料の機能解析
6 分光法を用いた光触媒材料の機能解析
7 分光法を用いた有機太陽電池材料の機能解析
8 顕微鏡と空間分解能
9 顕微分光の基礎(マイクロスコープからナノスコープへ)
10 ナノスコープの原理(近接場分光法)
11 ナノスコープの測定例
12 マイクロスコープによる超解像顕微鏡
13 超解像顕微鏡の測定例
14 顕微分光の未来
15 まとめ
Part1第1回~第7回は加藤講師が担当し、Part2第8回~第14回を早澤講師が担当しする。Part1,2ともに集中講義期間に実施することを予定している。それぞれの日程および教室等は、年度初めに公表する。

授業方法

主に講義形式とする。

準備学習

3年次に学習する分光学の基礎、および電磁気学や量子論の基礎を十分に復習しておくこと。

成績評価の方法

レポート:50%
平常点(クラス参加、グループ作業の成果等):50%
レポートおよび平常点 (出席と授業中の積極的発言を評価する)

その他

両講師との連絡およびこの科目の成績の取りまとめ等を齊藤が行う。