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The 998th IMS colloquium

Lecture Title Triplet State Formation in Metal Nanoclusters: From Fundamental Photophysics to Photon Upconversion Applications
Date Thursday 30 July 2026 16:00
Lecturer Prof. Masaaki Mitsui (Department of Chemistry, College of Science, Rikkyo University)
Place

Research Building Room 201
Summary

構成原子数が百個に満たず、原子レベルで組成と幾何構造が精密に規定された金属ナノクラスター（MNC）は、分子に類する離散的な電子構造を有し、ナノ粒子とは一線を画す特異な励起状態ダイナミクスを示す。とりわけ、重原子に由来する強いスピン軌道相互作用を伴うMNCにおいて、項間交差（ISC）を介して生成する励起三重項状態は、その光物性と光機能発現を支配する中核的な電子励起状態として近年大きな注目を集めている。MNCにおけるISC過程は、金属コアの幾何構造に基づく超原子軌道の対称性や電子の非局在性に依存して、その遷移確率が劇的に変化する。例えば、正二十面体構造を有する Au13 ではサブピコ秒の超高速なISCが進行するのに対し、一次元的な異方的構造をもつAu42 では、構成原子数が遥かに多いにもかかわらず、その速度はナノ秒オーダーに留まる。こうした挙動は、スピン反転の駆動力が重原子含有数のみに由来するのではなく、系の電子状態の対称性に強く規定されることを示唆している。本講演では、これらMNCにおける三重項生成の基礎学理から、その高い三重項生成能を三重項–三重項消滅フォトンアップコンバージョン（TTA-UC）へと展開した我々の一連の研究成果について、最新の知見を交えて概説する。
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Takashi Kumagai (Center for Mesoscopic Sciences)
Kei-ichi Okazaki & Takashi Kumagai (IMS colloquim FY2026 committee)
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