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Development of a novel reaction by coherent molecular vibration different from conventional photoreactions and thermal reactions

Research Project

Project/Area Number 19K22174
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 32:Physical chemistry, functional solid state chemistry, and related fields
Research InstitutionKanagawa University

Principal Investigator

Iwakura Izumi  神奈川大学, 工学部, 教授 (40517083)

Project Period (FY) 2019-06-28 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywordsフェムト秒レーザー光 / 極限的超短パルス光 / 振動励起 / フェムト秒パルスレーザー光
Outline of Research at the Start

パルス内で光電場が1-2回しか振動しない極限的超短パルス光であり、かつ、分子振動周期よりも閃光時間が短い10-fsパルスレーザー光を照射すると、分子振動の位相と反応の位相を揃えた“コヒーレント分子振動励起反応”を誘起できる。誘起したコヒーレンスの消失を数ピコ秒間抑制できるという特徴がある、この“コヒーレント分子振動励起反応”を利用して、光反応とも熱反応とも異なる新反応を開発する。

Outline of Final Research Achievements

The Raman active molecular vibrational modes are coherently excited by sub-10-fs pulse laser whose duration is shorter than the molecular vibrational period, which triggers the reaction while maintaining coherence between the molecular vibrational modes. Thus, all of the excited molecules participate in the reaction in phase, which induces coherence in the reaction. In this work, by applying the coherent molecular vibrational excitation, control of a photochemical reaction was studied. The reaction dynamics after photoexcitation of biantril was analyzed. As a result of inducing the dissociation of biantril by two-step excitation, the dissociation product amount changed depending on the time difference between the two pulses.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

レーザー光の特徴を活かした化学反応制御は新しい研究分野になり得ると、半世紀以上に渡り様々な研究がなされてきた。本研究では、有機分子の分子振動周期よりも閃光時間が短いサブ10-fs光を用いる「コヒーレント分子振動励起」を応用することで、ビアントリルの光反応を制御した。数年、もしくは十数年後、さらにサブ10-fs光が安定化し、レーザー光の専門家以外でも日常的に扱えるようになった暁には、レーザー光の特徴を活かした化学反応制御が合成手法の一つとして利用されることを期待する。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] コヒーレント分子振動励起による熱反応遷移状態の可視化と新奇化学反応の創出2022

    • Author(s)
      岩倉いずみ
    • Journal Title

      光学

      Volume: 51 Pages: 15-21

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 5-fsパルス光によるコヒーレント反応の誘起と可視化2022

    • Author(s)
      岩倉いずみ
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第42回年次大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] スペクトル整形パルス光による光反応の選択誘起2021

    • Author(s)
      橋本征奈,藪下篤史,岩倉いずみ
    • Organizer
      2021年光化学討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 紫外5-fsパルス光の安定化と振動実時間分光2020

    • Author(s)
      橋本征奈,籔下篤史,岡村幸太郎,岩倉いずみ
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-07-04   Modified: 2023-01-30  

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