2013 Fiscal Year Research-status Report
光電子角度分布に対する、電子相関の影響の理論的解明
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25410010
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
鈴木 喜一 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 研究員 (10415200)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 光電子角度分布 / MFPAD / 軌道対称性 / 縮重電子状態 / Clebsch-Gordan / Jahn-Teller / 電子相関 / 光電子分光 |
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| Research Abstract |
原子・分子の理論計算において、定量的予測を目指すなら、電子相関を考慮することが重要である。理論と実験との不一致は、電子相関による部分が大きい。しかし、問題は電子相関のみに敏感な観測量が少ないことである。通常の計算には電子相関以外の部分でも多くの近似が入っているため、理論と実験の比較からは、電子相関についての明確な情報が得られない。それでは、実験で直接、電子相関を観測できる物理量はないだろうか？本研究の目的は、電子相関の有無で定性的なレベルで異なる物理量を探し、新しい実験方法を提案することである。
現時点で、多配置波動関数でなければ説明できない現象はわずかしかない。そのような物理量の一つに、光電子スペクトルにおける衛星線がある。ただし、その場合複数の電子配置の寄与は独立で非干渉である。一方、対称性に注目すると、個々の軌道の対称性を固定した単一電子配置は電子間の相互作用があるために真の固有関数ではない。電子配置に含まれる軌道の対称性は、一般には電子配置ごとに異なる。その観点にもとづき、電子相関の有無で光電子角度分布の対称性が大きく崩れる例（シクロプロパン:点群C3v)を見出している。課題は、現象の一般性（他の点群でも起こるか）および、実験の容易さ（実験室系でも可能か）、他の過程との競合の可能性（ヤーン-テラー効果の影響）の３点を明かにすることである。本年度は一般性に関して調べた。具体的には、Clebsch-Gordan係数をあらわに考慮して、分子座標系での光電子角度分布の公式を導いた。そこから、光イオン化の始状態と終状態がともに二重に縮退した電子状態である場合には、波動関数が単一電子配置か多配置かで光電子角度分布が定性的に異なることを明かにした。二原子分子分子（C∞v,D∞h）を含む点は重要である。なぜなら、二原子分子関してはヤーン-テラー効果と競合することがないからである。
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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
本年度は、まず理論公式の導出を行った。光イオン化においては、電子相関は、光学遷移の行列要素を介して光電子角度分布に影響を与える。電子縮重は、結合係数(Clebsch-Gordan係数)を使って公式に取り込んだ。分子の場合は、ボルン-オッペンハイマー近似を仮定し、イオン化過程では分子の対称性が崩れないとした。分子座標系での光電子角度分布に関して、電子相関の光電子角度分布への影響をまとめた。当初C3v点群に関して成り立つことを確認していた事柄を二重縮重状態をもつすべての点群に一般化した。また、計算機を導入し数値計算の準備を始めた。
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| Strategy for Future Research Activity |
分子座標系での実験は、対称性分解光電子分光として確立しているが、多原子分子に関しては容易ではない。そこで、実験室系での光電子角度分布について、電子相関と偏光の影響を含む公式を整理する。それにより、実験室系でも電子相関により、光電子角度分布が定性的にことなる可能性があるか明かにする。また、数値計算からヤーン-テラー効果の影響と電子相関の影響がどの程度競合するか調べる。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
計算機の構成を見直した事ととソフト等の導入が済んでいないために残額が生じた。
今後、電子状態計算ソフトを導入し現象の定量的に評価をする。また、バックアップ機器の購入、国際学会参加を予定している。
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