2015 Fiscal Year Annual Research Report
時間分解分子軌道分光による光化学反応における非断熱遷移の研究
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15H03702
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
関川 太郎 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90282607)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 高次高調波 / 時間分解光電子分光 / 分子軌道 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最小の共役系分子であるブタジエンとその誘導体においの励起状態からの緩和過程の置換基効果を、時間分解光電子分光による研究を開始した。ブタジエンは平面分子であるが、励起状態において捻れることにより平面性をくずして超高速緩和するといわれている。質量が重く、大きさが水素原子より大きい置換基を加えると緩和ダイナミクスが変化することが期待される。ダイナミクスを制御することは化学反応制御への最初のステップである。高次高調波を用いた時間分解光電子分光は、構造を反映した電子状態を観測するため、置換基効果を敏感に検出することができる。
今年度は、1，2-ブタジエンの超高速緩和ダイナミクスの観測を行った。光励起後、光電子量の振動を観測した。励起状態の寿命は37 ± 15 fsで高速に基底状態へ緩和する。励起状態と基底状態の構造の安定点の違いから誘起される振動と考えている。このような現象は、紫外光を用いた光電子分光や時間分解質量分析法では観測できなかった現象である。
さらに、ブタジエンの誘導体と見なせる、2,5-dimethyl-2,4-hexadieneと1,3-pentadieneを時間分解光電子分光により調べてた。それぞれ特徴的なダイナミクスを示し、解離現象が起きているのではないかと考えている。それを確認するため、時間分解質量分析による実験の準備を進めている。また、置換基によるダイナミクスの違いを励起状態のポテンシャル形状に依存するかどうかをしらべるために、理論家と議論を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2,5-dimethyl-2,4-hexadieneと1,3-pentadieneの時間分解光電子分光によるデータをえることができた。また、時間分解質量分析による解離生成物の同定の準備を進めている。おおむね順調に進んでいると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
時間分解質量分析による解離生成物の同定をおこない、光電子分光の結果とあわせ、ブタジエン誘導体における緩和ダイナミクスを明らかにする。そのためには、理論家による励起状態のポテンシャル計算が必要であり、理論家との議論を進めている。
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