| Project/Area Number |
20J01021
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 32010:Fundamental physical chemistry-related
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
中村 雅明 東京工業大学, 理学院, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Project Status |
Declined (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 量子状態選別 / 分子クラスター / シュタルク効果 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、分子と電場の間に働く相互作用を利用した分子の選別器を作成し、分子クラスターの研究に新たな手段を提供することを目指す。この研究で使われる選別器は、分子やそのクラスターを構造に基づく性質（回転状態・永久双極子モーメント）に依って非破壊で空間的に分離する。これを用いることで、例えばこれまでスペクトル上のピークの重なりなどで見えにくかった構造が見えてくる、あるいは分離により構造ごとに異なる反応性を観測する、といったことが期待できる。最終的には得られた情報からクラスターを成す分子間に働く比較的弱い相互作用や、その詳細な構造を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の最初の目標はシュタルク効果を利用した分子や分子クラスターの量子状態選別である。永久双極子を持つ分子が電場の中に置かれたとき、分子はそのエネルギーに摂動を受ける。これをシュタルク効果と呼ぶ。気相の分子が不均一な電場を通過するとき、位置によって分子の感じるシュタルクポテンシャルの傾斜からその飛行軌道が変化するが、この時分子の感じる力はその量子状態や永久双極子に依存するために、分子やクラスターを空間的に分離することができる。このシュタルク効果による飛行軌道の変化は理論的に予測が可能であり、初年度の目標はこのシミュレーションプログラムの作成であった。これは実験結果との照らし合わせによって、相互にその量子状態選別の結果を確認するためのものであり、また将来においては新しい実験の設計のための基礎となる道具でもある重要なものである。
過去には実験毎にプログラムを用意してきたが、汎用性の高いものを作れば使いまわせるロジックは多く、バグの混入も避けられると期待できる。プログラム設計としては実験装置の配置を表現する部分、分子のシュタルク効果を見積もる部分、実際にモンテカルロシミュレーションを実行する部分に分けることで、装置の改良や新しい分子の導入も少ない労力で表現することを可能にした。シミュレーションプログラムの実装には Julia 言語を用いている。これまでに実装の確認として過去の別グループによる計算を再現できた。(de Nijs, A. J. et al. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13 (42), 19052., Ohoyama, H. et al. J. Phys. Chem. 1995, 99 (37), 13606-13610. )今後は当研究室の実験結果を増やしてより詳細な評価を行っていく。
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| Research Progress Status |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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