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フェムト秒レーザー誘起プラズマにおける気相反応制御因子の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K05094
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 プラズマエレクトロニクス
研究機関名古屋大学

研究代表者

松田 晃孝  名古屋大学, 理学研究科, 講師 (10413999)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード強レーザー場 / レーザーフィラメント / レーザー誘起プラズマ / 質量分析 / 強レーザー場科学 / ナノ粒子生成
研究成果の概要

フェムト秒レーザー誘起プラズマにおける気相多体反応過程の理解を目指し,プラズマ反応によって生成される分子を反応チャンバーから質量分析計に直接サンプリングできる装置の構築を行った。エチレンガス(~0.6気圧)が導入された反応チャンバーに強レーザーパルス(~50 fs)を集光してレーザープラズマを発生させ質量分析を行った。その結果,レーザー場強度の増加に伴って,より炭素鎖長の長い分子が生成されるとともに,生成される分子の多様化が観測され,レーザー場強度に対して反応が鋭敏に変化することが見いだされた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

化学反応における結合の切断や生成は分子内の電子の動きに決定づけられていることから,外場を用いて電子の動きを自在に操作することができれば化学反応を能動的に制御することが可能となる。本研究では,フェムト秒強レーザー場において利用されてきたレーザーパルス波形整形による解離反応制御の手法を,気相プラズマにおける多体反応へと展開するための基盤となる装置の構築を行い,その有用性を明らかにした。今後,様々な分子に適用し,反応過程の理解と制御因子の解明を進めることで,化学反応の高効率,高選択的な制御へ貢献すると期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] レーザーフィラメント2019

    • 著者名/発表者名
      松田晃孝
    • 雑誌名

      しょうとつ

      巻: 16 ページ: 40-40

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Femtosecond Laser Filamentation in Gaseous Ethylene: Formation of Hydrogenated Amorphous Carbon2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuda Akitaka、Hayashi Takahiro、Kitaura Ryo、Hishikawa Akiyoshi
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 46 号: 9 ページ: 1426-1429

    • DOI

      10.1246/cl.170613

    • NAID

      130006067882

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Laser-field parameter dependence of many-body reaction of gaseous hydrocarbon in femtosecond laser filament2019

    • 著者名/発表者名
      A. Matsuda
    • 学会等名
      15th International Conference of Computational Methods in Sciences and Engineering
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Association reaction of C6H14/N2 gas flow system in femtosecond intense laser fields: laser-field intensity dependence study2019

    • 著者名/発表者名
      K. Tani, C. Kubo, K. Hashigaya, A. Matsuda, A. Hishikawa
    • 学会等名
      International workshop on theory for attosecond quantum dynamics (IWTAQD) 21
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フェムト秒レーザーフィラメントにおける気相多体反応:レーザー場強度依存2019

    • 著者名/発表者名
      松田晃孝,谷健太郎,久保千瑛,橋ヶ谷かすみ,菱川明栄
    • 学会等名
      2019年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] フェムト秒強レーザー場における気相C6H14/N2フロー系の会合反応2019

    • 著者名/発表者名
      谷健太郎, 久保千瑛, 橋ヶ谷かすみ, 松田晃孝, 菱川明栄
    • 学会等名
      第13回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Laser-field parameter dependence of association reaction of gaseous C6H14 in femtosecond laser filament2018

    • 著者名/発表者名
      A. Matsuda, K. Hashigaya, M. Sawaki, A. Hishikawa
    • 学会等名
      34th Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フェムト秒レーザーフィラメントにおける気相C6H14の会合反応:レーザーパラメーター依存性2018

    • 著者名/発表者名
      松田晃孝, 橋ヶ谷かすみ, 澤木美里, 菱川明栄
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Many-body reaction of C6H14 in femtosecond laser filament: Laser parameter dependence2018

    • 著者名/発表者名
      A. Matsuda
    • 学会等名
      13th Asian International Seminar on Atomic and Molecular Physics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Observation of association reaction of gaseous C6H6 in ultrashort intense laser fields2017

    • 著者名/発表者名
      K. Hashigaya, M. Sawaki, A. Matsuda, A. Hishikawa
    • 学会等名
      33rd Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Association reaction of C2H4 induced by femtosecond laser filamentation with controlling laser pulse2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Hayakawa, A. Matsuda, A. Hishikawa
    • 学会等名
      33rd Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フェムト秒強レーザー場による気相エチレンからの水素化アモルファスカーボンの生成2017

    • 著者名/発表者名
      松田晃孝, 林貴大, 菱川明栄
    • 学会等名
      第11回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザーフィラメントによる気相炭化水素/Arフロー系における会合反応過程の観測2017

    • 著者名/発表者名
      橋ヶ谷かすみ, 澤木美里, 松田晃孝, 菱川明栄
    • 学会等名
      統合物質創製化学研究推進機構第3回国内シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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