• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

真空紫外光源の開発と溶液反応の超高速光電子分光

研究課題

研究課題/領域番号 16J11335
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 物理化学
研究機関京都大学

研究代表者

唐島 秀太郎  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード光電子分光 / 液相 / 非直線型パラメトリック増幅機構 / 水和電子 / 溶液化学
研究実績の概要

本研究は溶液内の超高速過程を捕捉するためsub-20fsパルス光源の開発と、それを用いたポンププローブ液体光電子分光実験が目的であった。当初はフィラメンテーション法を応用し、sub-20fsの真空紫外光(133nm)の生成を予定していたが運用上の手間などの観点から、非直線型パラメトリック増幅機構(通称NOPA)を用いたsub-20fs可視光の生成に変更した。生成した光を分割し、一方で第二次高調波発生で紫外光を生成することで、可視光ポンプ・紫外光プローブの実験を行った。これらのパルス幅は約19fsであり、相互相関幅は25fsであった。このように極短パルスの開発、および液体光電子分光実験への応用を達成することが出来た。
光電子分光実験では水和電子の励起状態ダイナミクスをポンプ・プローブ法を駆使して観測した。水和電子は放射線化学や生物化学の分野で注目されてきたが、大量の溶媒分子による複雑性や、電子の量子性のために未だ不明瞭な点が多い。特に励起状態水和電子におけるsub-100 fsの超高速緩和過程はこれまでの実験では捕捉しきれておらず、実験的アプローチが切望されている箇所である。このため励起状態水和電子の研究は開発光源の性能を発揮する上で適していると判断し、これを対象とした。
測定の結果、従来提唱されてきたダイナミクスを厳密に追跡することができ、指数関数でフィッティング解析を行ったところ水和電子の励起-基底状態間の内部転換は60fsで起きると結論された。 また内部転換が起きる前に、溶媒緩和が20-30fs以内で起きていることを示唆する結果も確認された。このダイナミクスは先行研究では時間分解能不足のために十分に評価できておらず、本研究で初めて信頼性の高い観測結果を得ることに成功した。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Resolving non-adiabatic dynamics of hydrated electrons using ultrafast photoemission anisotropy2016

    • 著者名/発表者名
      S. Karashima, Y. Yamamoto, and T. Suzuki
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 116 号: 13 ページ: 137601-137601

    • DOI

      10.1103/physrevlett.116.137601

    • NAID

      120005973348

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Charge-transfer-to-solvent reactions from I- to water, methanol, and ethanol studied by time-resolved photoelectron spectroscopy of liquids2016

    • 著者名/発表者名
      Haruki Okuyama, Yoshi-ichi Suzuki, Shutaro Karashima, Toshinori Suzuki
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics

      巻: 145 号: 7 ページ: 074502-074502

    • DOI

      10.1063/1.4960385

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Wavelength dependence of UV photoemission from solvated electrons in bulk water, methanol and ethanol2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamamoto, S. Karashima, S. Adachi, and T. Suzuki
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry A

      巻: 120 号: 8 ページ: 1153-1159

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.5b09601

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Resolving non-adiabatic dynamics of hydrated electrons using ultrafast photoemission anisotropy2017

    • 著者名/発表者名
      S.Karashima
    • 学会等名
      34th International Symposium on Free Radicals
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超高速角度分解光電子分光法による水和電子の励起状態ダイナミクスの研究2016

    • 著者名/発表者名
      唐島 秀太郎, 山本 遥一, 鈴木 俊法
    • 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
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Wavelength dependence of UV photoemission from solvated electrons in bulk water, methanol, and ethanol2016

    • 著者名/発表者名
      YAMAMOTO, Yo-ichi; KARASHIMA, Shutaro; ADACHI, Shunsuke; SUZUKI, Toshinori
    • 学会等名
      第32回化学反応討論会
    • 発表場所
      大宮ソニックシティ
    • 年月日
      2016-06-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi