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レーザー高次高調波による液体の時間・角度分解光電子分光の開拓

Research Project

Project/Area Number 15J02131
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

山本 遥一  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords真空紫外超短パルス / 水和電子 / 液体光電子分光 / ポンプ-プローブ法 / 非弾性散乱 / 紫外液体光電子分光 / 真空紫外液体光電子分光 / フィラメンテーション4光波混合
Outline of Annual Research Achievements

平成28年度は開発した134 nm真空紫外超短パルスを評価するとともに、時間分解光電子分光へと応用した。
134 nmパルス発生には4光波混合と、400 nmの三次高調波発生の2つの方法がある。前者はポンプ光である267 nm、プローブ光である134 nmをともに真空中で発生できるため時間分解能に優れており、Xeガスの非共鳴2光子過程によって放出された光電子強度から推定された時間分解能は40 fsであった。後者はポンプ光を大気中で別途発生させる必要があるため分散媒質によってポンプ光のパルス幅が伸長し、時間分解能は100 fsであった。出力は前者に比べて強くサンプル位置で1.4 nJの出力が得られた。
はじめに、後者を用いてピラジン蒸気について実験を行ったところ明瞭なポンプ-プローブ信号を検出し、時間分解光電子分光に必要な134 nmパルスの出力が得られていることが確認できた。
次に134 nmパルスによって水和電子の観測を試みた。0.5 M フェロシアン化カリウム水溶液を用いて実験を行った。フェロシアン化物イオンに比べて非常に小さいが水和電子の信号が確認された。134 nmパルスによって発生する光電子量を変化させても水和電子のピーク位置は不変であり、発生した光電子間の反発によるスペースチャージは無視できる程度であることがわかった。このことは昨年度発表した13.6 eVのプローブ光を使った実験とは対照的であり、水の直接イオン化エネルギー11.2 eVよりも小さな光子エネルギー9.2 eVの光源を開発した利点である。
また、昨年度測定した水和電子スペクトルの波長依存性についてスイス連邦工科大学チューリッヒ校のグループとの共同研究で電子の溶媒による散乱モデルに基づいた解析を行い散乱の影響を除いた水和電子のスペクトルを算出し、米国科学振興協会の学術誌に発表した。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] スイス連邦工科大学チューリッヒ校(スイス)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] ETH Zurich(スイス)

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Journal Article] Genuine binding energy of the hydrated electron2017

    • Author(s)
      David Luckhaus, Yo-ichi Yamamoto, Toshinori Susuki, Ruth Signorell
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Wavelength dependence of UV photoemission from solvated electrons in bulk water, methanol and ethanol2016

    • Author(s)
      Y. Yamamoto, S. Karashima, S. Adachi, and T. Suzuki
    • Journal Title

      Journal of Physical Chemistry A

      Volume: 120 Issue: 8 Pages: 1153-1159

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.5b09601

    • Related Report
      2016 Annual Research Report 2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Resolving non-adiabatic dynamics of hydrated electrons using ultrafast photoemission anisotropy2016

    • Author(s)
      S. Karashima, Y. Yamamoto, and T. Suzuki
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 116 Issue: 13 Pages: 137601-137601

    • DOI

      10.1103/physrevlett.116.137601

    • NAID

      120005973348

    • Related Report
      2016 Annual Research Report 2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Wavelength dependence of UV photoemission from solvated electrons in bulk water, methanol, and ethanol2016

    • Author(s)
      Yo-ichi Yamamoto, Shutaro Karashima, Shunsuke Adachi, Toshinori Suzuki
    • Organizer
      第32回化学反応討論会
    • Place of Presentation
      埼玉県大宮ソニックシティホール
    • Year and Date
      2016-06-01
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Wavelength dependence of UV photoemission from solvated electrons in bulk water, methanol, and ethanol2016

    • Author(s)
      YAMAMOTO, Yo-ichi; KARASHIMA, Shutaro; ADACHI, Shunsuke; SUZUKI, Toshinori
    • Organizer
      第32回化学反応討論会
    • Place of Presentation
      大宮ソニックシティ ソニックシティホール内(埼玉県さいたま市)
    • Year and Date
      2016-06-01
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Remarks] 京都大学大学院理学研究科化学専攻物理化学研究室ホームページ

    • URL

      http://kuchem.kyoto-u.ac.jp/bukka/index.html

    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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