フェムト秒分子動画撮影法による光機能性金属錯体の機構解明

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Chemical conversion of solar energy by artificial photosynthesis: a breakthrough by fusion of related fields toward realization of practical processes
• Project/Area Number: 25107527
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 野澤 俊介 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 准教授 (20415053)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: エネルギー関連化学

Research Abstract

当該年度の目的は播磨理研にあるX線自由電子レーザー実験施設（SACLA）において、新規にフェムト秒分子動画撮影法を開発し、光エネルギー変換分野において中心的役割を担う金属錯体の光反応をターゲットとしてグリーンイノベーションの推進を目指したサイエンスを展開することである。本年度の研究実績として、まず溶液サンプルの形状を成形するサファイア製ジェットノズルと溶液サンプルを循環させるマグネットギアポンプを使用し、サンプル周りの調整を行った。次に、光励起によって発光特性が変化する光機能性金属錯体をサンプルとして用いて、数ピコ秒の時間領域における励起状態の構造決定を目指して測定を行った。現在、順調に解析が進んでおり近日中に論文として発表する予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当該年度の目標はSACLAにおける分子動画撮影法の確立だが、すでに、従来の放射光をもちいた分子動画撮影法では到達できない、数ピコ秒の時間領域における励起状態からのシグナル観測に成功できているため、本研究は順調に進展していると言える。

Strategy for Future Research Activity

微量なサンプルでも測定が行えるようにシステムを高度化する予定である。また1shot毎にレーザーとX線の到達タイミングを測定するシステムを用いることで、時間分解能の向上についても取り組む予定である。

Research Products

• [Journal Article] Global Reaction Pathways in the Photodissociation of I3- Ions in Solution at 267 and 400 nm Studied by Picosecond X-Ray Liquidography (2013)
  • Author(s): K.H.Kim, H.Ki, K.Y.Oang, S.Nozawa, T.Sato, J.Kim, T.K.Kim, J.Kim, S.Adachi and H.Ihee
  • Journal Title: ChemPhysChem Volume: 14 Pages: 3687-3697
  • DOI: 10.1002/cphc.201300713
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Time-resolved studies of ultrafast dynamics by means of pulsed white X-ray beams (2013)
  • Author(s): S. Nozawa, T. Sato, A. Tomita, M. Hoshino, S. Koshihara, S. Adachi
  • Organizer: the 2013 Asian Crystallographic Association Meeting (AsCA'13)
  • Place of Presentation: HKUST, Hong Kong
  • Year and Date: 20131207-20131210
  • Invited
• [Presentation] X線分光学的手法のパルス高圧力環境への応用 (2013)
  • Author(s): 野澤俊介
  • Organizer: 物性研究所短期研究会「レーザー・放射光融合研究領域の開拓」
  • Place of Presentation: 東京大学物性研究所
  • Year and Date: 20131129-20131130
  • Invited
• [Presentation] Ultrafast dynamic studies by means of pulsed white x-ray beams (2013)
  • Author(s): S. Nozawa, T. Sato, A. Tomita, M. Hoshino, S. Koshihara, S. Adachi
  • Organizer: X-ray Free Electron Laser School and symposium 2013
  • Place of Presentation: Dinard, France
  • Year and Date: 20130916-20130920
• [Presentation] Outline of Beamlines at cERL (2013)
  • Author(s): S. Nozawa, S. Adachi, R. Nagai, R. Hajima, S. Kimura, H. Kawata
  • Organizer: The 53th ICFA Advanced Beam Dynamics Workshop on Energy Recovery Linacs "ERL-2013"
  • Place of Presentation: Novosibirsk, Russia
  • Year and Date: 20130909-20130913