量子収率（りょうししゅうりつ）

最終更新：2026/4/22

量子収率は、光化学反応や光物理過程において、吸収された光子数に対する生成した生成物または変化した分子の数の比率である。

別名・同義語光量子収率フォトケミカル量子収率

ポイント

量子収率は1を超える場合もあり、これは連鎖反応によって1つの光子から複数の分子が生成されることを意味する。太陽電池の性能評価にも用いられる。

量子収率とは

量子収率は、光化学反応や光物理過程における効率を示す重要な指標です。具体的には、系に吸収された光子数に対して、特定の反応が起こり生成物が生じた数、または分子の状態が変化した数を表します。

量子収率は、以下の式で定義されます。

量子収率 = (生成物の分子数) / (吸収光子数)

この値は、通常0から1の範囲で表されますが、連鎖反応などの場合には1を超えることもあります。

量子収率が1を超える現象は、光増感や連鎖反応によって説明されます。例えば、光増感剤が光を吸収し、そのエネルギーを他の分子に伝達することで、複数の反応が引き起こされる場合、1つの光子から複数の生成物が生成されるため、量子収率は1を超えます。

量子収率は、化学発光強度、蛍光強度、または生成物の量を測定することで決定できます。正確な量子収率を測定するためには、吸収光子数を正確に知る必要があります。

量子収率は、光触媒、太陽電池、光線力学療法など、様々な分野で重要な役割を果たします。例えば、太陽電池の量子収率は、太陽光を電気エネルギーに変換する効率を決定する重要な要素です。また、光線力学療法では、量子収率の高い光増感剤を用いることで、がん細胞を選択的に破壊することができます。