2006 Fiscal Year Annual Research Report
レーザー場における複合電子系分子のダイナミックスとその制御
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18066002
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
河野 裕彦 東北大学, 大学院理学研究科, 教授 (70178226)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大槻 幸義 東北大学, 大学院理学研究科, 講師 (40203848)
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| Keywords | 原子・分子 / レーザー / フラーレン / 動力学理論 / 電子波束 |
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| Research Abstract |
波長約1800nmの高強度近赤外レーザーパルスを用いれば、C_<60>の12価までの超多価カチオンがほとんど解離を伴うことなく生成する。まず,我々はこのようなカチオンが安定構造を持つことを密度汎関数法を用いて明らかにした。さらに,解離の抑制機構を解明するため、高強度近赤外光によってどのように超多価カチオンの構造が変化するのか、また、どの程度のエネルギーがどの分子振動に注入されるかをレーザー場によって歪んだ断熱ポテンシャルを取り込んだ第一原理分子動力学計算によって調べた。パルス長T_p=70fs、λ=1800nm、ピークの光強度I=7×10^<14>W/cm^2の光に対して、偏長と扇平の構造変化を繰り返すh_g(1)モードが30eV程度のエネルギーを持って励起されることがわかった。しかしながら、このような大きな振動エネルギーが注入しても、ピコ秒の時間範囲では調和的な振動が続き、解離は観測されなかった。振動モードが非線形的にラマン励起される条件は、その振動モード座標に沿って分極率が大きく変化し、振動の半周期がパルス長程度の場合である。
また、核波束ダイナミクス計算を行うことによって中性子散乱断面積を計算する方法を開発し、分子内ポテンシャルが散乱断面積に与える影響を解析した。水を数個の水分子からなるクラスターとして扱った。計算結果は、中性子散乱実験の結果をうまく説明することができた。つまり、σはエネルギーが下がるにつれ高エネルギー極限の値σ_hから増加し、低エネルギー極限の値4σ_hに漸近的に近づいた。中性子の入社エネルギーが分子振動のエネルギーと同程度のあたりから増加が見られ、この領域では分子振動の影響を正しく評価する必要があることがわかった。
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