2016 Fiscal Year Annual Research Report
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16F16036
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
鈴木 俊法 京都大学, 理学研究科, 教授 (10192618)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
WEST CHRISTOPHER 京都大学, 理学研究科, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2016-07-27 – 2018-03-31
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| Keywords | 化学 / 超高速分光 / 光電子分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
チタンサファイア再生増幅器 (35 fs, 800 nm, 1 kHz) とKrガスを非線形媒体に用いたレーザー高次高調波光源を構築し、液体水の光電子分光を実施した。光子エネルギー 29.5 eVの単一次数の高調波を分離するためにSiC/Mg多層膜ミラーを用いることで、偏光回転に伴う光強度変化のない実験システムを実現した。この利点を活かし，液体水の角度分解光電子分光を行い、その光電子スペクトルを詳細に解析することで液体水の光電子角度異方性に関する実験結果を得て、それが液体内での電子散乱等を考慮して予測された理論計算値と一致することを確認した。放射線化学や生物学の観点、また、本研究の目的である水溶液中の核酸塩基についての研究を進める上でも、細胞の大部分を構成する液体水の電子状態に関する知見を得たことは非常に重要な研究成果であった。
また、紫外光パルスを励起光、29.5 eVの真空紫外光パルスを観測光とする時間分解光電子分光の構築も進め、気体試料（ピラジン）における励起状態からの光電子を観測し、構築した光電子分光システムの動作確認を行った。
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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
レーザー高次高調波光源を用いた液体の超高速光電子分光の実現に向けた基本的な実験システムを完成させ、真空紫外光パルス強度の最適化や典型的な希ガス（XeやKrなど）を用いた光電子分光システムの動作確認、校正などを行った。続いて、真空紫外光を液体水に照射して、その光電子スペクトルの観測および解析を進め、これまであまり詳しく調べてこられなかった液体水の光電子異方性に関する重要な知見を得た。
紫外光パルスを励起光、真空紫外光パルスを観測光とする時間分解光電子分光システムも構築し、気体試料（ピラジン）における動作確認を行った．本システムを用いて、純水や核酸塩基水溶液などの液体試料での時間分解光電子分光の達成が今後の課題である。
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| Strategy for Future Research Activity |
液体試料の時間分解光電子分光において観測されうる励起状態や水和電子等からの光電子信号は非常に微弱であると予想される。現状の多層膜ミラーを用いて単一次数高調波を分離する方法では、同軸方向に数％程度の隣接次数高調波からの寄与が認められ，それが微弱な光電子信号の観測を困難にしている。そこで、今後の推進方策としては、回折格子を用いた高次高調波分光システムを構築し、隣接次数高調波の完全分離を図り、また、分離する高調波の次数も選択できる汎用性の高い実験システムを立ち上げる。これにより、液体試料での時間分解光電子分光における微弱信号観測の効率化が期待でき、水溶液中の核酸塩基の励起および緩和ダイナミクスや水和電子に関する知見を得ることを目指す。
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