• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

大振幅な分子振動の高精度実空間イメージング

Research Project

Project/Area Number 18J21311
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionTokyo Institute of Technology
Research Fellow 上野 一樹  東京工業大学, 理学院, 特別研究員(DC1)
Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords量子波束制御 / レーザー分光 / マイクロ波分光 / ラビ振動 / アンモニア / 傘反転振動 / 分子偏向器 / 3Dプリンター / シュタルク効果 / 電子励起分光 / REMPI / StarkDeflector / 分子波束ダイナミクス / 画像観測 / 分子分光学 / マイクロ波化学 / コヒーレント制御 / フェムト秒化学 / イオンイメージング / 不均一化学
Outline of Annual Research Achievements

従来、分子の画像観測は専ら分子回転に適応されており、分子振動に適応した例は数少ない。そこで、本研究では画像観測法をアンモニアの傘反転振動に適応するべく必要な要素を開発してきた。画像観測には、分子振動の量子状態を単離および結合することが必須である。令和1年度までに、分子振動の量子状態を単離する分子偏向器の開発を終了した。
令和2年度では偏向器で選別した量子状態を結合させるために必要な、マイクロ波光学系の構築を行った。マイクロ波の伝搬はガウシアンビーム近似により推定した。ホーンアンテナから放射されたマイクロ波が、楕円ミラーで収束されて、REMPI観測に用いる電極の間を通過するように設計を行った。この設計から必要な素子の寸法を決定し、3Dプリンターでアンテナおよびミラーの製作を行った。アンテナおよびミラーは、表面に導電性塗装を行うことでマイクロ波素子とした。作成したマイクロ波素子は、鉱石検波器を利用して動作確認を行った。
作成したマイクロ波素子を利用して、パルス状マイクロ波で励起されたアンモニアのREMPI観測を行った。マイクロ波のパルス強度やマイクロ波のパルス時間の長さを変化させることで、REMPI信号強度が変化することが確認された。この依存性は、電磁波による量子状態のコヒーレントな結合(ラビ振動と呼ばれる)の結果として理解できる。従ってイオン観測に用いる電極が存在している状況下でも、マイクロ波によるコヒーレントな量子状態の結合が可能であることが本研究で実証された。これはイメージング観測の直前まで歩みを進めたことを意味する。しかしながら、ラビ振動の減衰も確認された。マイクロ波の反射や回折による波形の乱れか、アンモニアが核スピン異性体を持つことで生じる多準位構造に由来すると考えられる。
今後はイメージング装置との合体とともに、マイクロ波とのコヒーレンスの改善が課題と考えられる。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(5 results)

All 2020 2019 2018

All Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Presentation] シュタルク偏向器によるアンモニア反転トンネル分裂準位の空間分離2020

    • Author(s)
      上野一樹・水瀬賢太・大島康裕
    • Organizer
      分子科学オンライン討論会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] WRHI International Workshop on Advanced Laser Spectroscopy for Soft Molecular Systems2019

    • Author(s)
      Kazuki Ueno
    • Organizer
      Toward spatio-temporal observation of ammonia inversion motion
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Stark デフレクターによる実空間でのアンモニアの量子状態分離2019

    • Author(s)
      上野一樹, 水瀬賢太, 大島康裕
    • Organizer
      第20回分子分光研究会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] アンモニア反転運動の実空間観測に向けて2019

    • Author(s)
      上野一樹
    • Organizer
      第 5 回レーザー分光ワークショップ
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] アンモニア反転振動の実空間観測に向けて2018

    • Author(s)
      上野 一樹、水瀬 賢太、大島 康裕
    • Organizer
      第19回分子分光研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-05-01   Modified: 2021-12-27  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi