2017 Fiscal Year Annual Research Report
Nonadiabatic transition in photochemical reactions studied by time-resolved spectroscopy of molecular orbitals
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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, 工学研究院, 准教授 (90282607)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 高次高調波 / 光電子分光 / 円錐交差 / 共役分子 / 置換基効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の主目的は、共役分子系において超高速に起こる非断熱遷移過程を、時間分解光電子分光法により観測することである。最高被占有軌道（HOMO）だけでなく深い分子軌道もイオン化できる高次高調波高調波光源を用いた点が、本研究の他にない特徴である。
昨年度までに、1,3-ブタジエン（BD）、1,3-ペンタジエン（PD）、2,5-ジメチル2,4ヘキサジエン（HD）の励起状態緩和ダイナミクスを時間分解光電子分光法により観測した。PDFとHDはBDの末端の水素原子をメチル基に置換した分子であり、置換基効果による緩和ダイナミクスの変化が来される。また、PD,HDについては多光子イオン化による時間分解質量分析法による緩和ダイナミクスの観測を行った。また、量子化学計算による励起状態から基底状態に至るポテンシャル曲面をもとめた。
今年度は、以上の結果を総合化し非断熱遷移を含む緩和過程を明らかにすることをめざした。PDはBDと同様の末端水素がtwisted pyramidal構造をとる(S1/S0)CIが主要な失活経路となり、BDと類似の緩和経路をたどることが分かった。一方、DHは、主鎖が中央炭素部分で大きくねじれたtwisted pyramidal構造への経路がエネルギー的に有利であることが分かった。DHでは、励起状態での分子構造がBD、PDと異なるため、基底状態に戻った際に振動励起される振動モードが異なることが期待される。このことは、励起緩和後のDHの光電子スペクトルが大きく変化したことと矛盾しない。全ての末端水素をメチル置換することにより、末端水素部分の構造変化が抑制され、中央炭素部分の構造変化により基底状態へと緩和する経路が有利となることが示された。これらの知見を論文として公表する準備を進めている。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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