2022 Fiscal Year Research-status Report
単分子反応ダイナミクスの精密実空間イメージング分光法の開発
| Project/Area Number |
22K05042
|
|---|
| Research Institution | Tokyo University of Science |
|---|
Principal Investigator |
星野 翔麻 東京理科大学, 理学部第一部化学科, 助教 (20783616)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
|
| Keywords | イオンイメージング / 単分子素反応ダイナミクス / 励起状態ダイナミクス / 分子分光学 / 化学反応動力学 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
反応中間体や反応生成物の量子状態分布を実験的に調べることは、化学反応ダイナミクスを解明する上で最も重要である。特に反応中間体の構造情報や、反応生成物の空間分布からは、反応のメカニズムに関する直裁的な情報を引き出すことが可能である。本研究課題では、高精度・高効率な量子状態の選択的励起と、イオンイメージング法の高い空間分解能を融合させ、気相分子の単分子反応ダイナミクスの実空間観測を行うことを目的としている。2022年度は、主にイメージングシステムの構築・改良に注力した。構築した観測システムのデモンストレーションとして、臭素分子のイオン化限界よりもわずかに低エネルギー領域（~ 3000 cm-1）に存在するRydberg状態における前期解離ダイナミクスおよび、ハロゲン化アシルの紫外光誘起解離ダイナミクスを調査した。臭素分子の前期解離過程に関しては、励起したRydberg状態から電子状態の混合を通じてイオン対状態へ移り変わり、さらに核間距離の長い領域で別のRydberg状態へ移動したのちに解離するという複雑な反応機構で解離が進行することが明らかとなった。ハロゲン化アシルの紫外光誘起解離ダイナミクスに関しては、紫外光励起によって強い結合が最初に切断されたのちに弱い結合が切断されるという従来の有機反応論（Norrish I型反応）とは全く異なるメカニズムを明らかにすることができた。現在、高精度な量子化学計算を行い、従来の有機反応論との相違点を理論モデルから説明することを試みている。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2022年度は主に、ハロゲン化アシルの紫外光誘起解離ダイナミクスを対象として、紫外光励起によって強い結合が最初に切断されたのちに弱い結合が切断されるという従来の有機反応論（Norrish I型反応）とは全く異なるメカニズムを明らかにすることができた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
2023年度にも引き続きハロゲン化アシルの紫外光ダイナミクスを対象とした研究を継続する。特に、励起波長を変えることで関与する電子状態の違いによる反応ダイナミクスの違いを明らかにしていく。また、高精度な量子化学計算を併用して行うことで、従来の有機反応論との相違点を理論モデルから説明することを試みているいく予定である。
|
| Causes of Carryover |
購入を予定していた一部の光学素子等の価格が当初よりも高額になり、別物品での代用等を行なった。差額は少額であるため、2023年度の予算と合わせて使用する。
|
