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アト秒時間分解光電子スペクトル計算プログラムの開発と光誘起電子移動反応への応用

研究課題

研究課題/領域番号 16350001
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

河野 裕彦  東北大学, 大学院理学研究科, 教授 (70178226)

研究分担者 藤村 勇一  東北大学, 大学院理学研究科, 教授 (90004473)
大槻 幸義  東北大学, 大学院理学研究科, 講師 (40203848)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
12,600千円 (直接経費: 12,600千円)
2006年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
2005年度: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
2004年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
キーワード原子・分子物理 / 光電子スペクトル / S-行列理論 / 電子波束 / 光電子運動量角度分布 / 増強イオン化 / 環電流 / イオン化 / 強レーザー場 / 運動量角度分布 / 励起状態ダイナミクス / フェムト秒パルス / エタノール / 運動量分布カスプ / フラーレン
研究概要

S行列と束縛電子波束動力学法を結びつけた光電子スペクトル計算法を開発し,高い励起状態からのイオン化を簡単なトンネルイオン化確率の評価式を用いることにより評価すると,水素分子イオンの場合,厳密計算のイオン化確率を高い精度で再現することを明らかにした。本手法をエタノールなどの多原子分子にも適用し,核間距離が平衡値より2倍程度伸びたところで増強イオン化が起こることを明らかにした。
強レーザー場中の分子の超高速電子ダイナミクスの特徴について時間依存断熱状態法や多配置時間依存ハートレー・フォック法を用いて理論的に明らかにしてきた。6員環を持つキラル分子の場合,可視・紫外光による近似的な軌道角運動量の固有電子状態への励起を利用すると,6員環に沿ってどちらか一方向にπ電子を回すことが直線偏光を使っても可能であることを理論的に見いだした(Angew.Chem.Int.Ed.(2006))。ポンプ光とダンプ光の偏光の組み合わせによって一方向に連続的に回転させることができ,光駆動の電子ダイナミクスは複雑なキラリティ}などの分子の個性を巧妙に反映することを明らかにした。最適制御理論に基づいて非経験的に回転運動を制御するパルスも設計し,ポンプ・ダンプ光の時間差と偏光方向が主要な制御因子であることを明らかにした。
また,高次高調波からなるアト秒パルス列と分子との相互作用について調べた。水素分子のイオン化によって得られた水素分子イオンでは核間距離がフェムト秒のオーダーで伸び,アト秒パルス列と相互作用して,イオン化によるクーロン爆発と水素分子イオン上での解離が競合して起こる。アト秒パルス列を構成する様々な次数の高調波の強度比を変えることによって,2つの過程の相対比を容易に制御できることも示した。

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (54件)

すべて 2008 2007 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (52件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Monotonically convergent algorithms for solving quantum optimal control problems described by an integro-differential equation of motion2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Ohtsuki
    • 雑誌名

      Physical Review A 75

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Calculation of the cross section of epithermal neutron scattering from water by a time-dependent wavepacket approach2007

    • 著者名/発表者名
      S.Tanabe
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 437

      ページ: 267-271

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Ab initio molecular dynamics and wavepacket dynamics of highly charged fullerene cations produced with intense near-infrared laser2007

    • 著者名/発表者名
      K.Nakai
    • 雑誌名

      Chemical Physics (未定)(掲載決定)(印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Ab initio molecular dynamics and wavepacket dynamics of highly charged fullerene cations produced with intense near-infrared laser pulses2007

    • 著者名/発表者名
      K.Nakai
    • 雑誌名

      Chemical Physics (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Ab initio molecular dynamics and wavepacket dynamics of highly charged fullerene cations produced with intense near-infrared laser pulses2007

    • 著者名/発表者名
      K.Nakai
    • 雑誌名

      Chemical Physics (印刷中)(未定)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Theoretical investigations of the electronic and nuclear dynamics of molecules in intense laser fields : Quantum mechanical wave packet approaches2006

    • 著者名/発表者名
      H.Kono
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan 79

      ページ: 196-227

    • NAID

      10017271089

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Density functional theoretical study on enantiomerization of 2,2'-biphenol2006

    • 著者名/発表者名
      R.Sahnoun
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry A 110

      ページ: 2440-2447

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Quantum control of molecular chirality : ab initio molecular orbital study and wave packet analysis of binaphthyl2006

    • 著者名/発表者名
      K.Hoki
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology A 178

      ページ: 258-263

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Stability limit of highly charged C_<60> cations produced with an intense long-wavelength laser pulse : Calculation of electronic structures by DFT and wavepacket simulation2006

    • 著者名/発表者名
      R.Sahnoun
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 430

      ページ: 167-172

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Control of π-Electron Rotation in Chiral Aromatic Molecules by Nonhelical Laser Pulses2006

    • 著者名/発表者名
      M.Kanno
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition 45

      ページ: 7995-7998

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Theoretical investigation of the stability of highly charged C_<60> molecules produced with intense near-infrared laser pulses2006

    • 著者名/発表者名
      R.Sahnoun
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics 125

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Quantum Control of Chemical Reaction Dynamics and Molecular Functions2006

    • 著者名/発表者名
      M.Yamaki
    • 雑誌名

      Proceedings of the XXIV International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions

      ページ: 79-86

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Geometric phase effects in the coherent control of the branching ration of photodissociation products of phenol2006

    • 著者名/発表者名
      M.Abe
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics 124

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optimal control in a dissipative system : IR pulse excitation of CO/Cu(11O)2006

    • 著者名/発表者名
      S.Beyvers
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics 124

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optimal control in a dissipative system : IR pulse excitation of CO/Cu(110)2006

    • 著者名/発表者名
      S.Beyvers
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics 124

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Density functional theoretical study on enantiomerization of 2,2'-biphenol2006

    • 著者名/発表者名
      R.Sahnoun
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry A (未定)(印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Quantum control of molecular chirality : ab initio molecular orbital study and wave packet analysis of binaphthyl2006

    • 著者名/発表者名
      K.Hoki
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology A (未定)(印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Implementation of quantum gate operations in molecules with weak laser fields2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Teranishi
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics (未定)(印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Theoretical investigation of 1,1'-bi-2-naphthol isomerization2005

    • 著者名/発表者名
      R.Sahnoun
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Structure 735-736

      ページ: 315-324

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Time-dependent density functional theory investigation of electric field effects on absorption spectra of meso-meso-linked zinc porphyrin arrays : Role of charge-transfer states2005

    • 著者名/発表者名
      K.Nakai
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B 109

      ページ: 13921-13927

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Quantum control of a chiral molecular motor driven by laser pulses2005

    • 著者名/発表者名
      M.Yamaki
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 127

      ページ: 7300-7301

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Quantum cqntrol of unidirectional rotations of a chiral molecular motor2005

    • 著者名/発表者名
      M.Yamaki
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics 7

      ページ: 1900-1904

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Incorporation of a wave-packet propagation method into the S-matrix framework : Investigation of the effects of excited state dynamics on intense-fieled ionization2005

    • 著者名/発表者名
      M.Kanno
    • 雑誌名

      Physical Review A 72

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optimal control of ultrafast photoisomerization of retinal in rhodopsin via a conical intersection2005

    • 著者名/発表者名
      M.Abe
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics 123

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Quantum control of a chiral molecular motor driven by linearly polarized laser pulses2005

    • 著者名/発表者名
      M.Yamaki
    • 雑誌名

      Ultrafast Phenomena 14

      ページ: 508-510

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Numerical synthesis of optimal laser pulses for manipulating dissociation wave packets of I_2 in water2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Ohtsuki
    • 雑誌名

      Ultrafast Phenomena 14

      ページ: 511-513

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optimal control of femtosecond photoisomerization of retinal in rhodopsin : Effects of conical intersections2005

    • 著者名/発表者名
      M.Abe
    • 雑誌名

      Ultrafast Phenomena 14

      ページ: 613-615

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Quantum control of unidirectional rotations of a chiral molecular motor2005

    • 著者名/発表者名
      M.Yamaki
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics 7

      ページ: 1900-1904

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Incorporation of a wave-packet propagation method into the S-matrix framework : Investigation of the effects of excited state dynamics on intense-field ionization2005

    • 著者名/発表者名
      M.Kanno
    • 雑誌名

      Physical Review A 72

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Numerical synthesis of optimal laser pulses for manipulating dissociation wave packets of I2" in water2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Ohtsuki
    • 雑誌名

      Ultrafast Phenomena 14

      ページ: 511-513

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Theoretical investigation of 1,1'-bi-2-naphthol isomerization2005

    • 著者名/発表者名
      R.Sahnoun
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Structures 735-736

      ページ: 315-324

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Incorporation of a wave packet propagation method into the S-matrix framework : Investigation of the effects of excited state dynamics on intense-field ionization2005

    • 著者名/発表者名
      M.Kanno
    • 雑誌名

      Physical Review A 72

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Simulating the Deutsch-Joza algorithm using vibrational states of I_2 excited by optimally designed gate pulses2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Ohtsuki
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 404

      ページ: 126-131

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Numerical synthesis of optimal laser pulses for manipulating dissociation wave packets of I_2^- in water2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Ohtsuki
    • 雑誌名

      Ultrafast Phenomena 14

      ページ: 511-513

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Theoretical investigation of 1,1´-bi-2-naphthol isomerization2005

    • 著者名/発表者名
      R.Sahnoun, S.Koseki, Y.Fujimura
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Structure 735-736

      ページ: 315-324

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Time-dependent multiconfiguration theory for electronic dynamics of molecules in an intense laser field2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kato
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 392

      ページ: 533-540

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Molecular alignment in a liquid induced by a nonresonant laser field : Molecular dynamics simulation2004

    • 著者名/発表者名
      J.Ohkubo
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics 120

      ページ: 9123-9132

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Quantum mechanical study of electronic and nuclear dynamics of molecules in intense laser fields2004

    • 著者名/発表者名
      H.Kono
    • 雑誌名

      Chemical Physics 304

      ページ: 203-226

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Generalized monotonically convergent algorithms for solving quantum optimal control problem2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Ohtsuki
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics 120

      ページ: 5509-5517

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Chiral molecular motors ignited by femtosecond pump-dump laser pulse2004

    • 著者名/発表者名
      K.Hoki
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B 108

      ページ: 4916-4921

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Quantum ignition of intramolecular rotation by means of IR+UV laser pulses2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Fujimura
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 386

      ページ: 248-253

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Sequential pump-dump control of photoisomerization competing with photodissociation of optical isomers2004

    • 著者名/発表者名
      K.Hoki
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry A 108

      ページ: 6455-6463

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optimal laser control of ultrafast photo-dissociation dynamics of I_2 in water : Mixed quantum/classical molecular dynamics simulation2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Nishiyama
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics 121

      ページ: 2685-2693

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Chiral molecular motors ignited by femtosecond pump-dumplaser pulse2004

    • 著者名/発表者名
      K.Hoki
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B 108

      ページ: 4916-4921

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Time-dependent multiconfiguration theory for electronic dynamics of molecules in an intense laser field2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kato, H.Kono
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 392

      ページ: 533-540

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Molecular alignment in a liquid induced by a nonresonant laser field : Molecular dynamics simulation2004

    • 著者名/発表者名
      J.Ohkubo, T.Kato, H.Kono, Y.Fujimura
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics 120

      ページ: 9123-9132

    • NAID

      120002069945

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Quantum mechanical study of electronic and nuclear dynamics of molecules in intense laser fields2004

    • 著者名/発表者名
      H.Kono, Y.Sato, N.Tanaka, T.Kato, K.Nakai, S.Koseki, Y.Fujimura
    • 雑誌名

      Chemical Physics 304

      ページ: 203-226

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Generalized monotonically convergent algorithms for solving quantum optimal control problem2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Ohtsuki, G.Turinici, H.Rabitz
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics 120

      ページ: 5509-5517

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Chiral molecular motors ignited by femtosecond pump-dump laser pulse2004

    • 著者名/発表者名
      K.Hoki, M.Sato, M.Yamaki, R.Sahnoun, L.Gonzalez, S.Koseki, Y.Fujimura
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B 108

      ページ: 4916-4921

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Quantum ignition of intramolecular rotation by means of IR + UV laser pulses2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Fujimura, L.Gonzalez, D.Kroner, J.Manz, I.Mehdaoui, B.Scmidt
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 386

      ページ: 248-253

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Sequential pump-dump control of photoisomerization competing with photodissociation of optical isomers2004

    • 著者名/発表者名
      K.Hoki, L.Gonzalez, M.F.Shibi, Y.Fujimura
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry A 108

      ページ: 6455-6463

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Optimal laser control of ultrafast photo-dissociation dynamics of I_2^- in water : Mixed quantum/classical molecular dynamics simulation2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Nishiyama, T.Kato, Y.Ohtsuki, Y.Fujimura
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics 121

      ページ: 2685-2693

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] Progress in Ultrafast Intense Laser Science IV2008

    • 著者名/発表者名
      H.Kono
    • 出版者
      Springe(in press)
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [図書] 光科学研究の最前線2005

    • 著者名/発表者名
      河野裕彦(共著)
    • 総ページ数
      476
    • 出版者
      強光子場科学研究懇談会
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2005 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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