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強光子場による有機分子のイオン化・クーロン爆発

研究課題

研究課題/領域番号 14077214
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関大阪市立大学

研究代表者

中島 信昭  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (00106163)

研究分担者 八ッ橋 知幸  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 講師 (70305613)
高木 芳弘  兵庫県立大学, 大学院理学研究科, 教授 (80106161)
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
167,600千円 (直接経費: 167,600千円)
2005年度: 21,200千円 (直接経費: 21,200千円)
2004年度: 26,200千円 (直接経費: 26,200千円)
2003年度: 63,700千円 (直接経費: 63,700千円)
2002年度: 56,500千円 (直接経費: 56,500千円)
キーワード高強度 / フェムト秒レーザー / 有機分子 / 分子イオン / フラグメントイオン / ダイオキシン類 / 電子の再衝突 / クローン爆発 / クーロン爆発 / 強光子場 / イオン化 / フェムト秒 / ダイオキシン / トンネルイオン化 / ポンプ-プローブ法 / ハロゲン化メタン / ヘキサフルオロベンゼン / 光電子スペクトル
研究概要

有機分子の高強度フェムト秒レーザー励起の実験は1995年DeWittらのイオン化に始まった.レーザーの照射強度が10^<13-14>Wcm^<-2>付近では分解しないでそのまま分子イオンを生成する現象が有力になった.それでも激しいフラグメント化を起こす分子もあった.以前に当グループは非共鳴多光子イオン化において,「レーザー波長がカチオンの吸収と非共鳴の場合に分子イオンの生成が有力になる.」ことを明らかにした.フラグメント化を起こす原因のパラメーターは上述の1.励起波長のほか,2.電子の再衝突(偏光),3.パルス幅,等が考えられる.これらを変化させ,有機分子のフラグメント化を左右する原因を詳しく調べてきた.今年度は電子の再衝突の影響,つまり,励起レーザーの偏光特性について特に詳しく調べた.分子イオン生成は微量分析装置に発展できる.クーロン爆発についてはC_6F_6の結果をまとめ[10],イオン化の実験の際に見られる爆発の結果を解析した.
1.電子再衝突の影響
ナフタレンの1.4μm励起では分子イオンが主に生成する.したがってフラグメントイオンの少ない条件で偏光の影響を調べることができた.2価のイオンの生成は電子再衝突によると思われる増大を示した.フラグメントイオンについては再衝突の影響は見られなかった.
2.アントラセン,0.8μm励起では円偏光励起でフラグメントイオンが増大した.
励起光,0.8μm,はアントラセンカチオンと共鳴できる波長である.遷移モーメントとの関係で,円偏光の方がカチオンとのマッチングがよいため,として偏光依存性を説明した.
3.パルス幅依存性
サブテンフェムト秒パルス励起ではカチオンと共鳴波長であっても,分子イオンを生成できる可能性がある.パルス幅依存性については2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン,シクロヘキサンで1000-15fsの範囲で調べた.短パルス励起の方が,フラグメントイオン生成を抑えられた.

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

    (23件)

すべて 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (15件) 文献書誌 (8件)

  • [雑誌論文] Ionization and Fragmentation of some Organic Molecules with Intense Femtosecond Laser Pulses2006

    • 著者名/発表者名
      N.Nakashima, T.Yatsuhashi, M.Murakami, R.Mizoguchi, Y.Shimada
    • 雑誌名

      Advanced in Multi-photon Processes and Spectroscopy 17(in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Intact Molecular Ion Formation of Some Organic Molecules by Femtosecond Lasers2006

    • 著者名/発表者名
      N.Nakashima, T.Yatsuhashi, M.Murakami, R.Mizoguchi, Y.Shimada
    • 雑誌名

      Progress in Ultrafast Intense Laser Science(Springer) 2(in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Formation of 1,3-Hexadiene-5-yne by Two-Photon Chemistry of Benzene via Hot Molecule2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Honjyo, T.Kinoshita, T.Yatsuhashi, N.Nakashima
    • 雑誌名

      J.Photochem.Photobiol.A 171(3)

      ページ: 223-229

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] One- and Two-photon-Induced Ring-Cleavage Reactions of Strained Benzocycloalkenes via Hot Molecules2005

    • 著者名/発表者名
      T.Yatsuhashi, S.Touma, N.Nakashima
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.A 109(31)

      ページ: 6847-6851

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of Polarization of 1.4 μm Femtosecond Laser Pulses on the Formation and Fragmentation of Naphthelene Molecular Ions Compared at the Same Effective Ionization Intensity2005

    • 著者名/発表者名
      T.Yatsuhashi, N.Nakashim
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.A 109(42)

      ページ: 9414-9418

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 高強度フェムト秒レーザーと分子の相互作用:イオン化の基礎過程とその応用 〜イオン化波長効果〜2005

    • 著者名/発表者名
      八ッ橋知幸, 中島信昭
    • 雑誌名

      光化学 36(1)

      ページ: 10-19

    • NAID

      10015664127

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Coulomb Explosion of Hexa-fluorobenzene Induced by an Intense Laser Field2005

    • 著者名/発表者名
      S.Shimizu, V.Zhakhovskii, M.Murakami, M.Tanaka, T.Yatsuhashi, S.Okihara, K.Nishihara, S.Sakabe, Y.Izawa, N.Nakashima
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett. 403

      ページ: 238-241

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Formation of 1,3-Hexadiene-5-yne by Two-Photon Chemistry of Benzene via Hot Molecule2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Honjyo, T.Kinoshita, T.Yatsuhashi, N.Nakashima
    • 雑誌名

      J. Photochem. Photobiol. A (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Single-, Two- and Three VUV Photon Reactions of a Series of Alkylarenes in the Gas Phas2004

    • 著者名/発表者名
      T.Yatsuhashi, N.Nakashima
    • 雑誌名

      J. Photochem.. Photobiol. A 162

      ページ: 481-487

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Ultrafast Temporary Charge Transfer in Pyrrolidinyl-benzonitrile and Pyrroly l-benzonitrile in the Gas Phase2004

    • 著者名/発表者名
      W.FuB, W.Rettig, W.E.Schmid, S.A.Trushin, T.Yatsuhashi
    • 雑誌名

      Faraday Discussions (Selected as a Hot Article). 127

      ページ: 23-33

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Pulse Duration Dependence of Femtosecond Ionization of and Organic Molecule2004

    • 著者名/発表者名
      R.Mizoguti, Y, Shimada, H.Shinohara, T.Yatsuhashi, N.Nakashima
    • 雑誌名

      Rev. Leser, Eng. (in Japanese) 32

      ページ: 717-721

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] フェムト秒レーザーを用いるダイオキシン類のイオン化2004

    • 著者名/発表者名
      Y, Shimada, R.Mizoguchi, H.Shinohara, T.Yatsuhashi, N.Nakashima
    • 雑誌名

      分析化学 54

      ページ: 127-134

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Ionization and Fragmentation of Anthracene with an Intense Femtosecond Laser Pulse at 1.4μm2004

    • 著者名/発表者名
      M.Murakami, R, Mizoguchi, Y, Shimada, T.Yatsuhashi, N.Nakashima
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett. 403

      ページ: 238-241

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] フェムト秒質量分折法2004

    • 著者名/発表者名
      中島信昭, 八ッ橋知幸, 篠原秀則, 島田義則
    • 雑誌名

      応用物理 73

      ページ: 215-219

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Ionization and Fragmentation of some Organic Molecules with Intense Femtosecond Laser Laser Pulses

    • 著者名/発表者名
      N.Nakashima, T.Yatsuhashi, M.Murakami, R.Mizoguchi, Y, Shimada
    • 雑誌名

      Advanced in Multi-photon Processes and Spectroscopy, the forthcomingvolume(edited by S.H.Lin, A.A.Villaeys, and Y.Fujimura) (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] S.A.Trushin, T.Yatsuhashi, W.Fuss, W.E.Schmid: "Coherent oscillations in the charge-transfer system 4-dimethylamino-benzonitrile"Chemical Physics Letters. 376. 282-291 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Harada, H., Tanaka, M., Murakami, M., Shimizu, S., Yatsuhashi, T., Nakashima, N., Sakabe S., Izawa, Y., Tojo S., Majima, T.: "Ionization and Fragmentation of Some Chlorinated Compounds and Dibenzo-p-dioxin with an Intense Femtosecond Laer Pulse at 800 nm"Journal Physical Chemistry A. 107. 6580-6586 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yatsuhashi, T., Trushin, S.A., Fuss, W., Rettig, W., Schmid, W.E., Zilberge, S.: "Ultrafast Charge Transfer and Coherent Oscillations in 4-Piperidino-benzonitrile"Chemical Physics. 296. 1-12 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 中島信昭, 八ッ橋知幸, 篠原秀則, 島田義則: "フェムト秒レーザーによる微量分析"応用物理. (印刷中).

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 中島信昭(分担): "先端化学シリーズII電気化学/光化学/無機固体/環境ケミカルサイエンス,(強光度レーザーの化学の部分を担当)"日本化学会. 128-133 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Harada, S.Shimizu, T.Yatsuhashi, S.Sakabe, N.Nakashima: "A Key Factor in Parent and Fragment Ion Formation on Irradiation with an Intense Femtosecond Laser Pulse"Chem. Phys. Lett.. 342(5-6). 563-570 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Hosoi, T.Yatsuhashi, N.Nakashima: "Xylylene Formation from Vibrationally Hot Cyclophancs : Specific Dissociation Rate Constants of Strained Molecules"J. Phys. Chem. A. 106(10). 2014-2019 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Shimizu, S.Sakabe, T.Yatsuhashi, N.Nakashima: "Coulomb explosion of benzene induced by an intense laser field"J. Chem. Phys.. 117(7). 3180-3189 (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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