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2008 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

Research Project

Project/Area Number 18066002
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

河野 裕彦  Tohoku University, 大学院・理学研究科, 教授 (70178226)

Keywords原子・分子科学 / 動力学理論 / レーザー / フラーレン / 電子波束
Research Abstract

波長約180mm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。我々はこのようなC_<60>の安定性を利用すると、パルス列を使って振動励起を制御できることを、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(時間依存断熱状態法)によって明らかにしてきた。例えば、2つのパルス(光強度7×10^<14>W/cm^2、パルス長30 fs)を照射した場合、その時間差τを変えることによって、数十eVのエネルギーを持つ大振幅振動をh_g(1)やa_g(1)モードに選択的に誘起できる。次に、このように励起されたC_<60>がどのようにして解離するかをナノ秒の時間スケールのダイナミクスを追跡できる密度汎関数緊密結合法(DFTB)を用いて調べた。まず2つの5員環が直接繋がるStone-Wales(SW)転位が起こり、その後C_2やC_4が連続的に脱離していく。一般には最初の脱離の前にSW転位が複数回起こり、その回数は最初にどの振動モード(h_g(1)あるいはa_g(1)モード)が励起されたかに依存する。解離までの時間や解離の特徴について、注入されたエネルギーや励起振動モードとの関係を調べた。a_g(1)モードを励起した場合には、解離速度が統計理論に従う傾向を見せた。一方、h_g(1)の場合には、ケージ構造を保持してめ解離や、振動の一周期内の解離など、その特徴ごとに解離速度が段階的に変化するという結果が得られ、解離制御実験の機構を説明する非統計的な解離が起こることが見出された。

  • Research Products

    (14 results)

All 2009 2008

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Quantum dynamics of light driven chiral molecular motors2009

    • Author(s)
      M. Yamaki
    • Journal Title

      Physical Chemistry and Chemical Physics 11

      Pages: 1662-1678

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Selective heating mechanism of magnetic metal oxides by a microwave magnetic field2009

    • Author(s)
      M. Tanaka
    • Journal Title

      Physical Review B 79

      Pages: 104420-(1-5)(5)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Wavepacket dynamics of molecules in intense laser fields2009

    • Author(s)
      H. Kono
    • Journal Title

      Progress in Ultrafast Intense Laser Science, Springer Series in Chemical Physics 4

      Pages: 41-66

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 全遷移状態の自動探索アルゴリズム-化学反応の羅針盤2009

    • Author(s)
      保木邦仁
    • Journal Title

      化学 64

      Pages: 70-71

  • [Journal Article] Ionization of H_2^+ and H_2 in Intense Laser Fields : Excited State Dynamics2009

    • Author(s)
      T. Kato
    • Journal Title

      Laser Physics (掲載決定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] How do molecules behave in intense laser fields? Theoretical aspects2009

    • Author(s)
      H. Kono
    • Journal Title

      Lectures on Ultrafast Intense Laser Science 1(掲載決定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 強いレーザー光と物質との相互作用の理論的展開-分子ダイナミクスから細胞の光応答制御まで-2009

    • Author(s)
      河野裕彦
    • Journal Title

      強光子場科学の最前線2 2(掲載決定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Time-dependent multiconfiguration theory for electronic dynamics of molecules in intense laser fields : A description in terms of numericalorbital functions2008

    • Author(s)
      T. Kato
    • Journal Title

      Journal of Chemical Physics 128

      Pages: 184102-(1-8)(8)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantum control of a chiral molecular motor driven by femtosecondlaser pulses : Mechanisms of regular and reverse rotations2008

    • Author(s)
      M. Yamaki
    • Journal Title

      Chemical Physics 347

      Pages: 272-278

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 強レーザー場中の超高速分子ダイナミクスの理論2008

    • Author(s)
      河野裕彦
    • Journal Title

      化学と工業 61

      Pages: 70-71

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Theoretical investigation of the electronic and nuclear dynamics of molecules in intense laser fields : H_2 and C_<60>2009

    • Author(s)
      H. Kono
    • Organizer
      237th ACS National Meeting & Exposition, Attosecond Science : The Next Frontier
    • Place of Presentation
      Salt Lake City, USA
    • Year and Date
      2009-03-26
  • [Presentation] Control of the fragmentation dynamics of C_<60> by intense laser pulses2009

    • Author(s)
      H. Kono
    • Organizer
      COAST/CORAL Symposium on Ultrafast Intense Laser Science
    • Place of Presentation
      軽井沢、長野
    • Year and Date
      2009-03-13
  • [Presentation] First-principles simulation of dynamics and control of C_<60> in near-infrared intense laser fields2008

    • Author(s)
      H. Kono
    • Organizer
      28th Physical Chemistry Colloquium -Laser Chemistry and Nano Materials-
    • Place of Presentation
      東北大学、仙台
    • Year and Date
      2008-09-05
  • [Presentation] New aspects of intense-field ionization of C60 and H2 : Theoretical investigation by TDDFT and time-dependent multiconfiguration theory2008

    • Author(s)
      H. Kono
    • Organizer
      17th International Laser Physics Workshop
    • Place of Presentation
      Trondheim, Norway
    • Year and Date
      2008-07-03

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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