化学：スピン–振電コヒーレンスに駆動される一重項–三重項変換

異なるスピン多重度を持つ励起電子状態間の遷移を設計特異的に制御することは、分子化学や材料化学において最も重要である。これまでの研究では、スピン–軌道効果と振電効果の組み合わせ、すなわち総称して「スピン–振電効果」が、非断熱交差の所で量子力学的な禁制遷移を加速させ得ることが示されている。しかし、スピン–振電機構の正確な実験的出現を特定することは、これまで困難であった。今回我々は、コヒーレンス分光実験によって、構造的に関連する4つの二核Pt(II)金属–金属–配位子間電荷移動（MMLCT）錯体において効率的な一重項–三重項変換を駆動する、スピン自由度、電子自由度、振動自由度の間の協奏を明らかにしたことを報告する。光励起によって、Pt–Pt結合の形成が活性化され、伸縮振動波束が立ち上がる。この波束の、分子構造に依存したデコヒーレンスとリコヒーレンスのダイナミクスによって、スピン–振電機構が分解される。我々は、Pt–Pt伸縮座標に沿ったベクトル運動によって、一重項状態と中間状態のエネルギーギャップが円錐交差に向かって不可逆的に調整され、その後、安定な最低三重項状態の形成がラチェット式に駆動されることを見いだした。今回の成果は、スピン変換過程におけるスピンダイナミクス、電子ダイナミクス、核ダイナミクスの協奏を解明するプローブとして、振電コヒーレンスを使用できることを実証しており、これは、励起状態の特性を目的に合わせて調整する新しいモジュール設計をもたらす可能性がある。

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