| Project/Area Number |
21K18202
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 32:Physical chemistry, functional solid state chemistry, and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
渡邊 一也 京都大学, 理学研究科, 教授 (30300718)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
奥山 弘 京都大学, 理学研究科, 准教授 (60312253)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥26,000,000 (Direct Cost: ¥20,000,000、Indirect Cost: ¥6,000,000)
Fiscal Year 2023: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
Fiscal Year 2022: ¥8,450,000 (Direct Cost: ¥6,500,000、Indirect Cost: ¥1,950,000)
Fiscal Year 2021: ¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000)
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| Keywords | 和周波発生分光 / 水・金属界面 / ポラリトン / ２次元電子分光 / 表面振動分光 / 和周波発生振動分光 / 赤外レーザー / 脱離 / 時間分解分光 / 表面分光 |
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| Outline of Research at the Start |
反応機構を探ることを目的とした分光計測は，赤外振動分光や磁気共鳴分光等，数多く知られるが，その多くが電磁波などの外部摂動に対する物質の応答関数を計測するため，系のアンサンブル平均の情報を取得することになる．しかし，ほとんどの化学反応は熱活性化過程であり，その遷移状態の実現確率は著しく小さい．したがって，アンサンブル平均の信号中に占める遷移状態の寄与は検出不可能なほど小さいものとなる．本提案では，目的の生成物の生成量を計測量とし，遷移状態近傍の占有数分布を変調するレーザー光を照射することで，選択的に遷移状態近傍のレア・イベントに直接関係する振動自由度を同定する新しい分光法を開拓する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は主に以下の成果を得た。
（１）白金微斜面における水の吸着構造の同位体依存性：Pt(553)面に吸着した水分子の構造、特にそのOH配向について、ヘテロダイン検出和周波発生振動分光を用いて調べた。H2OおよびD2Oの同位体による挙動の違いに着目して実験を行ったところ、微斜面ステップに吸着した水の信号の被覆率依存性に大きな違いが表れた。また、被覆率50%を超えた高い被覆率において、D2Oの場合は信号強度が飽和するのに対し、H2Oではその飽和挙動が見られず、単調に信号が増加するふるまいを示した。これらの挙動を理解するために密度汎関数理論を用いた構造計算を行った。理論による最適化構造では、D2Oの被覆率依存性と整合する結果が予測され、H2Oの振る舞いは計算では再現できないことが分かった。これは、水素の核の量子効果により、表面第一層の水の配向が同位体に依存して大きく異なる可能性を示唆している。
（２）テトラフェニルポルフィリン(TPP)薄膜の高い電子励起状態における強結合状態の発現：高真空下において、石英基板上にアルミニウム薄膜およびTPP分子を蒸着することにより微小共振器構造を作製し、その光応答を定常反射スペクトル測定およびピコ秒時間分解蛍光測定により調べた。強い振動子強度を示すSoret帯に共鳴した共振器の作製に成功し、それにより真空ラビ分裂を示唆するスペクトル構造が観測された。興味深いことに、直接強結合には関わらないと考えられるQ帯に相当する遷移エネルギーにも変化が観測され、振電相互作用を介してSoret帯とQ帯が結合するモデルを用いて、強結合形成によるスペクトル変化を説明することに成功した。
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Report
(4 results)
Research Products
(17 results)
