| 研究課題/領域番号 |
15H02157
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
物理化学
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
藤井 正明 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (60181319)
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| 研究分担者 |
宮崎 充彦 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (00378598)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
44,850千円 (直接経費: 34,500千円、間接経費: 10,350千円)
2018年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2017年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2016年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2015年度: 33,670千円 (直接経費: 25,900千円、間接経費: 7,770千円)
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| キーワード | 励起状態ダイナミクス / 励起状態水素移動反応 / 溶媒和クラスター / 励起状態水素・プロトン移動反応 / クラスター / 超音速ジェット |
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| 研究成果の概要 |
気相溶媒和クラスターのフェムト秒時間分解紫外‐近赤外‐紫外分光装置を開発し、フェノール‐(アンモニア)5クラスターにおける励起状態水素移動反応メカニズムの研究を行った。
反応ダイナミクスは、350 fs程度の電子移動と20 ps程度のプロトン移動反応と100倍以上の速度差がある二つの過程に分かれることがわかった。水素原子の移動反応であるにもかかわらず、電子と水素原子核の移動は全く異なる時間スケールで進行するデカップリングがあることを明らかにした。
そのメカニズムには電荷分離状態が関与しており、溶媒和の程度によりデカップリングの程度に大きな変化が生じることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
最も単純な原子である水素原子あるいはその原子核であるプロトンの移動メカニズムは、細胞活動から燃料電池の作用メカニズムまで幅広い分野で重要である。
本研究では、電子励起状態での水素移動反応において、水素原子の移動が原子核と電子に分かれて進行する場合があることを示した。またその原因には、溶媒和の程度や複数の電子状態の関与があることを明らかにした。
これらの結果は、様々な反応における反応機構を考える上で重要な基礎となる。
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