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電子-イオンコインシデンス運動量画像法による強光子場中分子ダイナミクス

Research Project

Project/Area Number 15685001
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionInstitute for Molecular Science (2004)
Okazaki National Research Institutes (2003)

Principal Investigator

菱川 明栄  分子科学研究所, 極端紫外光科学研究系, 助教授 (50262100)

Project Period (FY) 2003 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥26,780,000 (Direct Cost: ¥20,600,000、Indirect Cost: ¥6,180,000)
Fiscal Year 2004: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2003: ¥24,440,000 (Direct Cost: ¥18,800,000、Indirect Cost: ¥5,640,000)
Keywords強光子場 / コインシデンス運動量画像法 / クーロン爆発 / CS_2 / CH_3CN / 位置敏感型検出器 / 2次元位置敏感検出器
Research Abstract

本研究では,クーロン爆発によって生成した多価原子イオンと電離電子の運動量分布を同時計測し,イオンおよび電子の持つ運動量ベクトルの相関にもとづいて強光子場中分子ダイナミクスを明らかにすることを目的とする.本年度はこの目的のために開発したコインシデンス運動量画像測定システムを用いて,強光子場中分子から生成したイオンおよび電子の運動量画像計測を行った。光子場強度(0.15PW/cm^2,70fs)におけるアセトニトリルの2体クーロン爆発過程には,3つの異なる経路CH_3CN^<2+>→CH_<3-n>^++H_nCN^+(n=0,1,2),すなわちC-C結合が直接解離する経路(n=0)に加えてメチル基(-CH_3)からニトリル基(-CN)への水素移動を伴う経路(n=1,2)が存在することが明らかとなった。これらの経路に対する分岐比がほぼ等しいことから,水素移動反応がクーロン爆発と競合して極めて高速に進行することがわかった。また,レーザー偏光方向に対する生成フラグメントイオンの空間異方性の解析から,メチル基からニトリル基への水素移動が進むにつれて,親イオンCH_3CN^<2+>の寿命が長くなることを見いだした。
さらに,コインシデンス画像法とポンプ-プローブ計測を組み合わせて強光子場において生成したCS_2^<2+>のダイナミクスを実時間追跡した。運動量相関図には,ポンプ-プローブ遅延時間に対して鋭敏に変化する2つの異なる成分が見いだされた。これらはそれぞれCS_2^<2+>のポテンシャル曲面上で反対称伸縮振動および対称伸縮振動方向へ移動する核波束に対応し,その収量から対称伸縮振動方向の運動に伴って2つのC-S結合が同時に解裂する過程が,強光子場において極めて効率よくおこることが示された。
また,強光子場中CS_2から生成した光電子の画像観測を行い,基本波と2次高調波を混合した光子場において,光電子空間分布が位相に応じて鋭敏に変化することを見いだした。

Report

(2 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2004 Other

All Journal Article (4 results) Publications (2 results)

  • [Journal Article] Hydrogen migration in acetonitrile in intense laser fields by coincidence momentum imaging2004

    • Author(s)
      A.Hishikawa et al.
    • Journal Title

      Physica Scripta. T110

      Pages: 108-110

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Nuclear dynamics on the light-dressed potential energy surface of CS_2 by coincidence momentum imaging2004

    • Author(s)
      A.Hishikawa et al.
    • Journal Title

      Chemical Physics Letters 388

      Pages: 1-6

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Hydrogen migration in acetonitrile in intense laser fields in competition with two-body Coulomb explosion2004

    • Author(s)
      A.Hishikawa et al.
    • Journal Title

      Journal of electron spectroscopy and related phenomena 141

      Pages: 195-200

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Probing the ultrafast nuclear motion in CS_2^<2+> in intense laser fields

    • Author(s)
      A.Hishikawa et al.
    • Journal Title

      Journal of Chemical Physics (印刷中)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] A.Hishikawa et al.: "Hydrogen migration in acetonitrile in intense laser fields studied by coincidence momentum imaging"Physica Scripta. (印刷中).

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] A.Hishikawa et al.: "Nuclear dynamics on the light-dressed potential energy surface of CS2 by coincidence momentum imaging"Chemical Physics Letters. (印刷中).

    • Related Report
      2003 Annual Research Report

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Published: 2003-04-01   Modified: 2016-04-21  

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