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強光子場中の分子・クラスターの構造と反応制御

研究課題

研究課題/領域番号 14077205
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京大学

研究代表者

山内 薫  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (40182597)

研究分担者 星名 賢之助  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (60292827)
板倉 隆二  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (80334241)
佐甲 徳栄  日本大学, 理工学部, 講師 (60361565)
歸家 令果  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (10401168)
菱川 明栄  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (50262100)
研究期間 (年度) 2002 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
212,200千円 (直接経費: 212,200千円)
2005年度: 40,100千円 (直接経費: 40,100千円)
2004年度: 41,700千円 (直接経費: 41,700千円)
2003年度: 62,400千円 (直接経費: 62,400千円)
2002年度: 68,000千円 (直接経費: 68,000千円)
キーワード強レーザー場誘起反応 / 高次高調波 / 選択的化学結合切断 / コインシデンス運動量画像法 / 水素分子イオン / 水素マイグレーション / 同位体置換効果 / 質量選別運動量画像法 / チャープレーザーパルス / コインシデンス運動量 / デバイ遮蔽 / 置換基配向効果 / 量子化学計算 / タンデム型飛行時間質量選別法 / クラスター反応 / ピコ秒電子線回折法 / 水素移動過程 / 解離性イオン化反応 / クラスター内反応
研究概要

1.強光子場中炭化水素分子の超高速水素ダイナミクス
強光子場中(〜10^<14>W/cm^2)において、メタノール分子からの水素分子イオン(H_2^+,H_3^+)生成を質量選別運動量画像法により明らかとした。フラグメントイオンの収量比と運動量ベクトル分布の異方性から、水素分子イオンの生成速度を明らかとした。また、コインシデンス運動量画像法を用いて強光子場中メタノール分子の2体クーロン爆発過程を調べ、フラグメントの角度分布の異方性から、前駆体CH_3OH^<2+>の寿命が、H^+放出の場合が70-290fs、H_2^+放出の場合が110-550fs、H_3^+放出の場合が1.4psよりも長いことが明らかとなった。さらに、H/D移動もしくはH/D交換を伴うC-O結合解離過程が確認され、フラグメントイオンの異方性および収量比より、水素移動が強レーザーのパルス時間幅の間に起こることが明らかとなった。
2.軟X線強光子場におけるH_2,D_2の解離性越閾イオン化
軟X線強光子場(〜3×10^<12>W/cm^2)におけるH_2およびD_2分子の解離性イオン化過程を調べた。高調波強度に対して、H_2より生成したH^+の生成量が1.7(1)次、D_2より生成したD^+の生成量が1.6(2)次の非線形依存性を示すことが明らかとなった。H^+とD^+の運動エネルギー分布およびその生成量の非線形性が、2つの協奏するイオン化過程、(i)1光子解離性イオン化と(ii)解離性2pπ_u状態への2光子吸収1価イオン化(ATI)によって解釈できることを示した。
3.強光子場によるエタノールの選択的化学結合切断
オープンループとクローズループを用いた最適化によって、強光子場中のエタノールイオンにおけるC-O結合解離のC-C結合解離に対する比率の最大化を行った。C-O結合解離の割合は強光子場の幅が約1psに到達すれば最大となることが明らかとなった。

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (14件) 文献書誌 (15件)

  • [雑誌論文] Dissociative ATI of H_2 and D_2 in intense soft x-ray laser fields2006

    • 著者名/発表者名
      K.Hoshina, A.Hishikawa, K.Kato, T.Sato, K.Yamanouchi, E.J.Takahashi, Y.Nabekawa, K.Midorikawa
    • 雑誌名

      Journal of Physics B : Atomic Molecular and Optical Physics 39

      ページ: 813-829

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Coincidence momentum imaging of ejection of hydrogen molecular ions from methanol in intense laser fields2006

    • 著者名/発表者名
      T.Okino, Y.Furukawa, P.Liu, T.Ichikawa, R.Itakura, K.Hoshina, K.Yamanouchi, H.Nakano
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 419

      ページ: 223-227

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Conclusive evidence of attosecond pulse train observed with mode-resolved autocorrelation technique2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Nabekawa, T.Shimizu, T.Okino, K.Furusawa, H.Hasegawa, K.Yamanouchi, K.Midorikawa
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 96

      ページ: 83901-83901

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Probing the ultrafast nuclear motion in CS_2^<2+> in intense laser fields2005

    • 著者名/発表者名
      A.Hishikawa, M.Ueyama, K.Yamanouchi
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics 122

      ページ: 151104-151104

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Ejection of triatomic hydrogen molecular ion from methanol in intense laser fields2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Furukawa, K.Hoshina, K.Yamanouchi, H.Nakano
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 414

      ページ: 117-121

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Concerted and sequential Coulomb explosion processes of N_2O in intense laser fields by coincidence momentum imaging2005

    • 著者名/発表者名
      M.Ueyama, H.Hasegawa, A.Hishikawa, K.Yamanouchi
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics 123

      ページ: 154305-154305

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Nuclear dynamics on the light-dressed potential energy surface of CS_2 by coincidence momentum imaging2004

    • 著者名/発表者名
      A.Hishikawa, H.Hasegawa, K.Yamanouchi
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 388

      ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Hydrogen migration in acetonitrile in intense laser fields studied by coincidence momentum imaging2004

    • 著者名/発表者名
      A.Hishikawa, H.Hasegawa, K.Yamanouchi
    • 雑誌名

      Physica Scripta T110

      ページ: 108-111

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Formation of [C_5H_6(NH_3)_2]^+ and [NH_4(NH_3)_m]^+ (m=1-3) from size-selected aniline-ammonia cluster cations in intense laser fields2004

    • 著者名/発表者名
      R.Itakura, K.Yamanouchi, T.Yasuike, K.Someda
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 396

      ページ: 208-212

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Photodecomposition reaction of trapped aniline cation by photofragment excitation spectroscopy2004

    • 著者名/発表者名
      K.Kato, K.Yamanouchi
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 397

      ページ: 237-241

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Time dependent nuclear wavepacket dynamics of H_2^+ by quasi-stationary Floquet approach2004

    • 著者名/発表者名
      I.Maruyama, T.Sako, K.Yamanouchi
    • 雑誌名

      Journal of Physics B : Atomic Molecular and Optical Physics 37

      ページ: 3919-3936

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Hydrogen migration in acetonitrile in intense laser fields in competition with two-body Coulomb explosion2004

    • 著者名/発表者名
      A.Hishikawa, H.Hasegawa, K.Yamanouchi
    • 雑誌名

      Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena 141

      ページ: 195-200

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Photoelectron spectroscopy of two-photon ionization of rare-gas atoms by multiple high order harmonic pulses

    • 著者名/発表者名
      K.Furusawa, T.Okino, T.Shimizu, H.Hasegawa, Y.Nabekawa, K.Yamanouchi, K.Midorikawa
    • 雑誌名

      Applied Physics B (in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Three-body sequential Coulomb explosion of CH_3OD^<3+> induced by intense laser fields

    • 著者名/発表者名
      P.Liu, T.Okino, Y.Furukawa, T.Ichikawa, R.Itakura, K.Hoshina, K.Yamanouchi, H.Nakano
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters (in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [文献書誌] R.Itakura, T.Asano, K.Yamanouchi: "Suppression of decomposition of aniline cation in intense laser fields by cluster formation with NH_3 and H_2O"Journal of Photochemistry and Photobiology A. 158. 77-81 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hoshina, K.Yamanouchi, T.Ohshima, Y.Ose, H.Todokoro: "Alignment of CS_2 in intense nano-second laser fields probed by pulsed gas electron diffraction"The Journal of Chemical Physics. 118. 6211-6221 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Amano, T.Sako, K.Hoshina, K.Yamanouchi: "New vibrational force-field expansion of coupled linear benders : application to the X state of acetylene"Chemical Physics Letters. 375. 576-582 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] R.Itakura, K.Yamanouchi, T.Tanabe, T.Okamoto, F.Kannari: "Dissociative ionization of ethanol in chirped intense laser fields"The Journal of Chemical Physics. 119. 4179-4186 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hishikawa, H.Hasegawa, K.Yamanouchi: "Hydrogen migration in acetonitrile in intense laser fields studied by coincidence momentum imaging"Physica Scripta. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hishikawa, H.Hasegawa, K.Yamanouchi: "Nuclear, dynamics on the light-dressed potential energy surface of CS_2 by coincidence momentum imaging"Chemical Physics Letters. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yamanouchi: "Laser chemistry and physics-The next frontier"Science. 295. 1659-1660 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hoshina, K.Yamanouchi, T.Ohshima, Y.Ose, H.Todokoro: "Direct observation of molecular alignment in intense laser field by pulsed gas electron diffraction I : observation of anisotropic diffraction image"Chemical Physics Letters. 353. 27-32 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hoshina, K.Yamanouchi, T.Ohshima, Y.Ose, H.Todokoro: "Direct observation of molecular alignment in intense laser field by pulsed gas electron diffraction II : analysis of anisotropic diffraction image"Chemical Physics Letters. 353. 33-39 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hishikawa, H.Hasegawa, K.Yamanouchi: "Sequential three-body Coulomb explosion of CS_2 in intense laser fields appearing in momentum correlation map"Chemical Physics Letters. 361. 245-250 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] J.Watanabe, R.Itakura, A.Hishikawa, K.Yamanouchi: "Suppression of decomposition of aniline cation in intense laser fields by cluster formation with ammonia molecules"Journal of Chemical Physics. 116. 9697-9702 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hoshina, K.Yamanouchi, T.Ohshima, Y.Ose, H.Todokoro: "Alignment of CS2 in intense nano-second laser fields probed by pulsed gas electron diffraction"Journal of Chemical Physics. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] R.Itakura, T.Asano, K.Yamanouchi: "Suppression of decomposition of aniline cation in intense laser fields by cluster formation with NH_3 and H_2O"Journal of Photochemistry and Photobiology A. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kono, K.Hoshina, K.Yamanouchi: "Photofragment emission yield spectroscopy of acetylene in the D^^~^1Π_u, E^^~^1A, and F^^~^1Σ^+_n states by vacuum ultraviolet and infrared vacuum ultraviolet double-resonance laser excitations"Journal of Chemical Physics. 117. 1040-1046 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Sako, K.Yamanouchi, F.Iachello: "Algebraic effective resonance Hamiltonian approach to highly excited SO_2 (X^1A_1) : Effect of bending excitation on local-mode bifurcation"Journal of Chemical Physics. 117. 1641-1648 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2018-03-28  

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