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強光子場による有機分子のイオン化・クーロン爆発

Research Project

Project/Area Number 14077214
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionOsaka City University

Principal Investigator

中島 信昭  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (00106163)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 八ッ橋 知幸  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 講師 (70305613)
高木 芳弘  兵庫県立大学, 大学院理学研究科, 教授 (80106161)
Project Period (FY) 2002 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥167,600,000 (Direct Cost: ¥167,600,000)
Fiscal Year 2005: ¥21,200,000 (Direct Cost: ¥21,200,000)
Fiscal Year 2004: ¥26,200,000 (Direct Cost: ¥26,200,000)
Fiscal Year 2003: ¥63,700,000 (Direct Cost: ¥63,700,000)
Fiscal Year 2002: ¥56,500,000 (Direct Cost: ¥56,500,000)
Keywords高強度 / フェムト秒レーザー / 有機分子 / 分子イオン / フラグメントイオン / ダイオキシン類 / 電子の再衝突 / クローン爆発 / クーロン爆発 / 強光子場 / イオン化 / フェムト秒 / ダイオキシン / トンネルイオン化 / ポンプ-プローブ法 / ハロゲン化メタン / ヘキサフルオロベンゼン / 光電子スペクトル
Research Abstract

有機分子の高強度フェムト秒レーザー励起の実験は1995年DeWittらのイオン化に始まった.レーザーの照射強度が10^<13-14>Wcm^<-2>付近では分解しないでそのまま分子イオンを生成する現象が有力になった.それでも激しいフラグメント化を起こす分子もあった.以前に当グループは非共鳴多光子イオン化において,「レーザー波長がカチオンの吸収と非共鳴の場合に分子イオンの生成が有力になる.」ことを明らかにした.フラグメント化を起こす原因のパラメーターは上述の1.励起波長のほか,2.電子の再衝突(偏光),3.パルス幅,等が考えられる.これらを変化させ,有機分子のフラグメント化を左右する原因を詳しく調べてきた.今年度は電子の再衝突の影響,つまり,励起レーザーの偏光特性について特に詳しく調べた.分子イオン生成は微量分析装置に発展できる.クーロン爆発についてはC_6F_6の結果をまとめ[10],イオン化の実験の際に見られる爆発の結果を解析した.
1.電子再衝突の影響
ナフタレンの1.4μm励起では分子イオンが主に生成する.したがってフラグメントイオンの少ない条件で偏光の影響を調べることができた.2価のイオンの生成は電子再衝突によると思われる増大を示した.フラグメントイオンについては再衝突の影響は見られなかった.
2.アントラセン,0.8μm励起では円偏光励起でフラグメントイオンが増大した.
励起光,0.8μm,はアントラセンカチオンと共鳴できる波長である.遷移モーメントとの関係で,円偏光の方がカチオンとのマッチングがよいため,として偏光依存性を説明した.
3.パルス幅依存性
サブテンフェムト秒パルス励起ではカチオンと共鳴波長であっても,分子イオンを生成できる可能性がある.パルス幅依存性については2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン,シクロヘキサンで1000-15fsの範囲で調べた.短パルス励起の方が,フラグメントイオン生成を抑えられた.

Report

(4 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • 2002 Annual Research Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2006 2005 2004 Other

All Journal Article (15 results) Publications (8 results)

  • [Journal Article] Ionization and Fragmentation of some Organic Molecules with Intense Femtosecond Laser Pulses2006

    • Author(s)
      N.Nakashima, T.Yatsuhashi, M.Murakami, R.Mizoguchi, Y.Shimada
    • Journal Title

      Advanced in Multi-photon Processes and Spectroscopy 17(in press)

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  • [Journal Article] Intact Molecular Ion Formation of Some Organic Molecules by Femtosecond Lasers2006

    • Author(s)
      N.Nakashima, T.Yatsuhashi, M.Murakami, R.Mizoguchi, Y.Shimada
    • Journal Title

      Progress in Ultrafast Intense Laser Science(Springer) 2(in press)

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    • Author(s)
      Y.Honjyo, T.Kinoshita, T.Yatsuhashi, N.Nakashima
    • Journal Title

      J.Photochem.Photobiol.A 171(3)

      Pages: 223-229

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    • Author(s)
      T.Yatsuhashi, S.Touma, N.Nakashima
    • Journal Title

      J.Phys.Chem.A 109(31)

      Pages: 6847-6851

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    • Author(s)
      T.Yatsuhashi, N.Nakashim
    • Journal Title

      J.Phys.Chem.A 109(42)

      Pages: 9414-9418

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  • [Journal Article] 高強度フェムト秒レーザーと分子の相互作用:イオン化の基礎過程とその応用 〜イオン化波長効果〜2005

    • Author(s)
      八ッ橋知幸, 中島信昭
    • Journal Title

      光化学 36(1)

      Pages: 10-19

    • NAID

      10015664127

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    • Author(s)
      S.Shimizu, V.Zhakhovskii, M.Murakami, M.Tanaka, T.Yatsuhashi, S.Okihara, K.Nishihara, S.Sakabe, Y.Izawa, N.Nakashima
    • Journal Title

      Chem. Phys. Lett. 403

      Pages: 238-241

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  • [Journal Article] Formation of 1,3-Hexadiene-5-yne by Two-Photon Chemistry of Benzene via Hot Molecule2005

    • Author(s)
      Y.Honjyo, T.Kinoshita, T.Yatsuhashi, N.Nakashima
    • Journal Title

      J. Photochem. Photobiol. A (印刷中)

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  • [Journal Article] Single-, Two- and Three VUV Photon Reactions of a Series of Alkylarenes in the Gas Phas2004

    • Author(s)
      T.Yatsuhashi, N.Nakashima
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      J. Photochem.. Photobiol. A 162

      Pages: 481-487

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  • [Journal Article] Ultrafast Temporary Charge Transfer in Pyrrolidinyl-benzonitrile and Pyrroly l-benzonitrile in the Gas Phase2004

    • Author(s)
      W.FuB, W.Rettig, W.E.Schmid, S.A.Trushin, T.Yatsuhashi
    • Journal Title

      Faraday Discussions (Selected as a Hot Article). 127

      Pages: 23-33

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  • [Journal Article] Pulse Duration Dependence of Femtosecond Ionization of and Organic Molecule2004

    • Author(s)
      R.Mizoguti, Y, Shimada, H.Shinohara, T.Yatsuhashi, N.Nakashima
    • Journal Title

      Rev. Leser, Eng. (in Japanese) 32

      Pages: 717-721

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      Y, Shimada, R.Mizoguchi, H.Shinohara, T.Yatsuhashi, N.Nakashima
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      分析化学 54

      Pages: 127-134

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  • [Journal Article] Ionization and Fragmentation of Anthracene with an Intense Femtosecond Laser Pulse at 1.4μm2004

    • Author(s)
      M.Murakami, R, Mizoguchi, Y, Shimada, T.Yatsuhashi, N.Nakashima
    • Journal Title

      Chem. Phys. Lett. 403

      Pages: 238-241

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  • [Journal Article] フェムト秒質量分折法2004

    • Author(s)
      中島信昭, 八ッ橋知幸, 篠原秀則, 島田義則
    • Journal Title

      応用物理 73

      Pages: 215-219

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      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Ionization and Fragmentation of some Organic Molecules with Intense Femtosecond Laser Laser Pulses

    • Author(s)
      N.Nakashima, T.Yatsuhashi, M.Murakami, R.Mizoguchi, Y, Shimada
    • Journal Title

      Advanced in Multi-photon Processes and Spectroscopy, the forthcomingvolume(edited by S.H.Lin, A.A.Villaeys, and Y.Fujimura) (印刷中)

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      2004 Annual Research Report
  • [Publications] S.A.Trushin, T.Yatsuhashi, W.Fuss, W.E.Schmid: "Coherent oscillations in the charge-transfer system 4-dimethylamino-benzonitrile"Chemical Physics Letters. 376. 282-291 (2003)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Harada, H., Tanaka, M., Murakami, M., Shimizu, S., Yatsuhashi, T., Nakashima, N., Sakabe S., Izawa, Y., Tojo S., Majima, T.: "Ionization and Fragmentation of Some Chlorinated Compounds and Dibenzo-p-dioxin with an Intense Femtosecond Laer Pulse at 800 nm"Journal Physical Chemistry A. 107. 6580-6586 (2003)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Yatsuhashi, T., Trushin, S.A., Fuss, W., Rettig, W., Schmid, W.E., Zilberge, S.: "Ultrafast Charge Transfer and Coherent Oscillations in 4-Piperidino-benzonitrile"Chemical Physics. 296. 1-12 (2004)

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  • [Publications] 中島信昭, 八ッ橋知幸, 篠原秀則, 島田義則: "フェムト秒レーザーによる微量分析"応用物理. (印刷中).

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 中島信昭(分担): "先端化学シリーズII電気化学/光化学/無機固体/環境ケミカルサイエンス,(強光度レーザーの化学の部分を担当)"日本化学会. 128-133 (2003)

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  • [Publications] H.Harada, S.Shimizu, T.Yatsuhashi, S.Sakabe, N.Nakashima: "A Key Factor in Parent and Fragment Ion Formation on Irradiation with an Intense Femtosecond Laser Pulse"Chem. Phys. Lett.. 342(5-6). 563-570 (2001)

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  • [Publications] Y.Hosoi, T.Yatsuhashi, N.Nakashima: "Xylylene Formation from Vibrationally Hot Cyclophancs : Specific Dissociation Rate Constants of Strained Molecules"J. Phys. Chem. A. 106(10). 2014-2019 (2002)

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  • [Publications] S.Shimizu, S.Sakabe, T.Yatsuhashi, N.Nakashima: "Coulomb explosion of benzene induced by an intense laser field"J. Chem. Phys.. 117(7). 3180-3189 (2002)

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Published: 2002-04-01   Modified: 2018-03-28  

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