2017 Fiscal Year Annual Research Report
Study of Intermolecular Dynamics on the Basis of Optical Control, Spectroscopy, and Direct Imaging of Molecular Clusters
Publicly Offered Research
| Project Area | Science on Function of Soft Molecular Systems by Cooperation of Theory and Experiment |
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| Project/Area Number |
16H00826
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
水瀬 賢太 東京工業大学, 理学院, 助教 (70613157)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 分子間相互作用 / クラスター化学 / フェムト秒化学 / インパルシブ誘導ラマン散乱 / 化学反応動力学 / 波束ダイナミクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度の研究では、広帯域のパルス光を用いた運動制御法と、先端的分光法、そして独自の画像観測技術を開発・利用することで、分子のさまざまなダイナミクス観測を行った。
１．新規光電子・光イオン断層イメージング法の開発
分子の光イオン化で生じる光電子やイオンの空間分布を測定する荷電粒子イメージング法はダイナミクス研究の強力な手法の一つである。しかし、既存のイメージング法では、レーザーや検出器の配置が制限され、観測困難な現象の存在が指摘されてきた。本研究では、光電子や光イオンの3次元的空間分布のうち、レーザーの偏光面内のみの断層像を直接撮像する新規イメージング装置を開発、設計し、さらにテストマシンによる試行実験を経て分子や分子クラスターのダイナミクス研究に最適化したものを新規に製作した。開発した装置によって、分子運動を支配する波動関数（の2乗）を直接的に可視化することが可能となり、分子ダイナミクスを量子性・波動性を含めて理解するための新ツールたりえるものになったと考えている。
２．新規振動回転イメージング分光法の開発と分子クラスターに対する応用
本研究で開発したイメージング装置を用いて、分子クラスターの分子間振動、回転ダイナミクスの実時間追跡を行った。観測された画像の時間変化から、分子間振動に帰属されるピコ秒オーダーの周期と、回転運動に帰属されるナノ秒オーダーの周期が得られた。両者の逆数から、分子クラスターの分子間振動数（相互作用ダイナミクス）や回転定数（分子構造）が求められる。さらに、本手法を多重パルス照射に基づく振動コヒーレント制御と組み合わせることで、複数の分子間振動をモード選択的に観測し、ダイナミクスの詳細に迫ることを可能にした。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(22 results)
