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電子波動関数の核配置依存性に基づくアプローチによる振電相互作用効果の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15H03761
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物理化学
研究機関東北大学

研究代表者

渡邉 昇  東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (90312660)

研究協力者 フィリッポ モリーニ  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
2017年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2016年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2015年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
キーワード原子・分子物理 / 電子分光 / 化学物理 / 振電相互作用
研究成果の概要

分子振動と電子運動の相関である振電相互作用が、様々な反応過程で重要な役割を果たすことが知られている。本研究では、核変位にともなう"電子波動関数の変化"という独自のアプローチから振電相互作用研究を展開すべく、分子振動による分子軌道の歪みを高速電子衝撃イオン化実験により可視化する手法を確立した。さらに、電子エネルギー損失分光を用いて、そうした波動関数の形状変化が電子励起過程に与える影響を明らかにしている。

研究成果の学術的意義や社会的意義

分子の反応性が特定の分子軌道の形状に支配されることは良く知られているが、それら軌道は実際には分子振動により刻々と変化している。軌道形状の変化は分子の反応性に影響を与えるだろう。特に、多くの分子が振動励起しているプラズマ中や惑星大気中などの高温環境下において、その効果はより顕著となる。分子振動に伴う電子波動関数の歪みを可視化した本研究は、多様な環境下における反応の理解に資するとともに、新たらしい振電相互作用概念の創出に向けた貴重な一歩になるものと信じる。

報告書

(4件)
  • 2018 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 4件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 12件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Hasselt University(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Univ. of Science and Technology of China(中国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Hasselt University(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Stereodynamics of electron-induced dissociative ionization of N2 studied by (e, e+ion) spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      N. Watanabe, S. Yamada, M. Takahashi
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 20 号: 2 ページ: 1063-1071

    • DOI

      10.1039/c7cp06753d

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of an electron-ion coincidence apparatus for molecular-frame electron energy loss spectroscopy studies2018

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe, Tsukasa Hirayama, So Yamada, Masahiko Takahashi
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 89 号: 4

    • DOI

      10.1063/1.5025773

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular-frame electron-scattering experiment on the dipole-forbidden 2σg→1πg transition of N22017

    • 著者名/発表者名
      N. Watanabe, S. Yamada, M. Takahashi
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 95 号: 6 ページ: 060702-060702

    • DOI

      10.1103/physreva.95.060702

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular-frame EELS experiment on inner-valence ionization of N22017

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe, So Yamada, Masahiko Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 875 ページ: 062022-062022

    • DOI

      10.1088/1742-6596/875/7/062022

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Influence of molecular vibrations on the valence electron momentum distributions of adamantane2017

    • 著者名/発表者名
      F. Morini, N. Watanabe, M. Kojima, M. S. Deleuze, M. Takahashi
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 146 号: 9

    • DOI

      10.1063/1.4977060

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electron Momentum Spectroscopy Investigation of Molecular Conformations of Ethanol Considering Vibrational Effects2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Tang, X. Shan, S. Niu, Z. Liu, E. Wang, N. Watanabe, M. Yamazaki, M. Takahashi, X. Chen
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A

      巻: 121 号: 1 ページ: 277-287

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.6b10009

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Interference effects on (e, 2e) electron momentum profiles: a comparative study for CCl4 and CF42016

    • 著者名/発表者名
      N. Watanabe, K. Katafuchi, M. Yamazaki, M. Takahashi
    • 雑誌名

      The European Physical Journal D

      巻: 70 号: 12 ページ: 268-274

    • DOI

      10.1140/epjd/e2016-70516-7

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Vibrational Effects on Electron Momentum Distributions of Outer-Valence Orbitals of Oxetane2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Tang, X. Shan, J. Yang, S. Niu, Z. Zhang, N. Watanabe, M. Yamazaki, M. Takahashi, X. Chen
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A

      巻: 120 号: 34 ページ: 6855-6863

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.6b06706

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Relationship between interference pattern and molecular orbital shape in (e, 2e) electron momentum profiles of SF62016

    • 著者名/発表者名
      N. Watanabe, M. Yamazaki, M. Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena

      巻: 209 ページ: 78-86

    • DOI

      10.1016/j.elspec.2016.04.004

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electron momentum spectroscopy of dimethyl ether taking account of nuclear dynamics in the electronic ground state2015

    • 著者名/発表者名
      F. Morini, N. Watanabe, M. Kojima, M. S. Deleuze, M. Takahashi
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 143 号: 13

    • DOI

      10.1063/1.4931918

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Angle-resolved EELS studies on vibronic coupling effects and electron-impact induced ionization dynamics2017

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe, Masahiko Takahashi
    • 学会等名
      3rd Computational Chemistry Symposium (The main symposium of 13th international conference of computational methods in science and engineering)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] An electron momentum spectroscopy study for finding the range of the validity of the plane wave impulse approximation (I)2017

    • 著者名/発表者名
      Isao Nakajima, Masakazu Yamazaki, Noboru Watanabe, Masahiko Takahashi
    • 学会等名
      33rd Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular-frame EELS experiment on electron-impact ionization of N22017

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe, So Yamada, Masahiko Takahashi
    • 学会等名
      33rd Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An electron momentum spectroscopy study for elucidating the range of the validity of the plane wave impulse approximation2017

    • 著者名/発表者名
      Isao Nakajima, Masakazu Yamazaki, Noboru Watanabe, Masahiko Takahashi
    • 学会等名
      XXX International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular-frame EELS experiment on inner-valence ionization of N22017

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe, So Yamada, Masahiko Takahashi
    • 学会等名
      XXX International Conference on Photonic
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relationship between interference pattern and molecular orbital shape: a binary (e, 2e) study on SF62017

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe, Masakazu Yamazaki, Masahiko Takahashi
    • 学会等名
      XXX International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions,
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A binary (e, 2e) spectroscopy study for elucidating the range of the validity of the plane wave impulse approximation2017

    • 著者名/発表者名
      Isao Nakajima, Masakazu Yamazaki, Noboru Watanabe, Masahiko Takahashi
    • 学会等名
      International Symposium on (e,2e), Double Photo-ionization, and Related Topics 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Inner-valence ionization of N2 studied by molecular-frame EELS experiments2017

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe, So Yamada, Masahiko Takahashi
    • 学会等名
      International Symposium on (e,2e), Double Photo-ionization, and Related Topics 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relationship between interference pattern and molecular orbital shape: an electron momentum spectroscopy study on SF62017

    • 著者名/発表者名
      Noboru Watanabe, Masakazu Yamazaki, Masahiko Takahashi
    • 学会等名
      International Symposium on (e,2e), Double Photo-ionization, and Related Topics 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 希ガス原子の電子運動量分光:平面波撃力近似の適用範囲の探索(II)2017

    • 著者名/発表者名
      中島功雄、山崎優一、渡邉昇、高橋正彦
    • 学会等名
      第11回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 分子座標系におけるN2の電子非弾性散乱断面積の測定2017

    • 著者名/発表者名
      渡邉昇、山田聡、高橋正彦
    • 学会等名
      第11回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 蟻酸メチルの電子運動量分布に対する分子振動の影響2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤公洋、渡邉昇、山﨑優一、高橋正彦
    • 学会等名
      第11回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 解離イオン同時計測EELSを用いたN2のinner valenceイオン化の研究2016

    • 著者名/発表者名
      渡邉昇、山田聡、高橋正彦
    • 学会等名
      原子衝突学会第41回年会
    • 発表場所
      富山大学(富山県富山市)
    • 年月日
      2016-12-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 解離イオン同時計測EELSを用いた二原子分子のinner valenceイオン化の研究2016

    • 著者名/発表者名
      渡邉昇、山田聡、高橋正彦
    • 学会等名
      第10回分子科学討論会
    • 発表場所
      神戸ファッションマート(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] CO2、エチレン及びブタジエンのπ軌道の電子運動量分布の比較研究2016

    • 著者名/発表者名
      中島功雄、山崎優一、渡邉昇、高橋正彦
    • 学会等名
      第10回分子科学討論会
    • 発表場所
      神戸ファッションマート(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] A comparative study on electron momentum profiles of the π orbitals of CO2 , ethylene and 1,3-butadiene2016

    • 著者名/発表者名
      I. Nakajima, M. Yamazaki, N. Watanabe, M. Takahashi
    • 学会等名
      12th Asian International Seminar on Atomic and Molecular Physics (AISAMP12)
    • 発表場所
      Changchun (China)
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Vibrational effects on electron momentum distributions of dimethyl ether2016

    • 著者名/発表者名
      M. Kojima, N. Watanabe, F. Morini, M. S. Deleuze, M. Takahashi
    • 学会等名
      12th Asian International Seminar on Atomic and Molecular Physics (AISAMP12)
    • 発表場所
      Changchun (China)
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electron-impact induced inner-valence ionization of N2 and O2 studied by electron-ion coincidence spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      N. Watanabe, S. Yamada, M. Takahashi
    • 学会等名
      32nd Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
    • 発表場所
      大宮ソニックシティ(埼玉県さいたま市)
    • 年月日
      2016-06-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 解離イオン同時計測EELS実験による二原子分子の価電子イオン化の研究2015

    • 著者名/発表者名
      山田聡、渡邉昇、平山司、高橋正彦
    • 学会等名
      第15回東北大学多元物質科学研究所研究発表会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-12-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 解離イオン同時計測EELS装置を用いたN2とO2の価電子イオン化の研究2015

    • 著者名/発表者名
      山田聡、渡邉昇、平山司、高橋正彦
    • 学会等名
      原子衝突学会第40回年回
    • 発表場所
      首都大学東京(東京都八王子市)
    • 年月日
      2015-09-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ジメチルエーテルの電子運動量分布に対する分子振動の影響2015

    • 著者名/発表者名
      小島唱孝、渡邉昇、F. Morini、M. S. Deleuze、高橋正彦
    • 学会等名
      原子衝突学会第40回年回
    • 発表場所
      首都大学東京(東京都八王子市)
    • 年月日
      2015-09-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 解離イオン同時計測EELS実験によるN2とO2の価電子イオン化の研究2015

    • 著者名/発表者名
      山田聡、渡邉昇、平山司、高橋正彦
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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