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レーザー誘起配向分子の運動量空間分子軌道イメージングの試み

研究課題

研究課題/領域番号 17K19095
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 物理化学、機能物性化学およびその関連分野
研究機関東京工業大学 (2019)
東北大学 (2017-2018)

研究代表者

山崎 優一  東京工業大学, 理学院, 准教授 (00533465)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード分子軌道 / 分子配向 / 波動関数 / 時間分解分光 / 電子分光 / コンプトン散乱 / 原子・分子物理 / 化学物理 / 配向分子
研究成果の概要

本研究では、分子の諸性質を支配する電子の「運動」の様子を分子座標系において直接可視化する新規分光法の実現を目指し、時間分解電子散乱分光技術と高強度レーザー技術との高度な融合に挑んだ。その結果、時間分解電子運動量分光の信号強度を従前と比べて6倍以上にも向上させ、ピコ秒パルス電子線を用いた原子運動量分光を実現し、また電子運動量分光データの入射電子エネルギー依存性などを明らかにすることで、「レーザー誘起配向分子の電子運動量分光」の実現へ向けた基礎を築いた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の意義は、分子の性質の多くを支配する分子内電子に最大限に焦点をあてて、分子に対して電子がどの方向にどれだけの運動量をもって運動しているかを直接可視化する新手法の実現を目指すところにある。これにより、分子内電子の運動量という従来にはほとんど無かった新しい観点から化学反応機構を理解する基礎的研究にはじまり、新規機能性・高分子材料の創出を目指す応用研究まで多岐にわたる物理化学分野に資する、電子運動の立体的効果の基礎的概念の創成が期待される。

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

    (56件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 4件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (42件) (うち国際学会 27件、 招待講演 12件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] 台湾国立交通大学/西北大学(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 国立交通大学(台湾)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 中国科学技術大学(中国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Direct observation of intramolecular atomic motion in H2 and D2 by using electron-atom Compton scattering2019

    • 著者名/発表者名
      Tachibana Yuichi, Yamazaki Masakazu, Takahashi Masahiko
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 100 号: 3

    • DOI

      10.1103/physreva.100.032506

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Roadmap on photonic, electronic and atomic collision physics: II. Electron and antimatter interactions2019

    • 著者名/発表者名
      Schippers Stefan, Sokell Emma, Aumayr Friedrich, Sadeghpour Hossein, Ueda Kiyoshi, Bray Igor, Bartschat Klaus, Murray Andrew, Tennyson Jonathan, Dorn Alexander, Yamazaki Masakazu, Takahashi Masahiko(26名, 12番目)
    • 雑誌名

      Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics

      巻: 52 号: 17 ページ: 171002-171002

    • DOI

      10.1088/1361-6455/ab26e0

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A comparative study of interference effects in (e, 2e) electron momentum profiles of CO2, ethylene and 1,3-butadiene2019

    • 著者名/発表者名
      Isao Nakajima, Masakazu Yamazaki, Masahiko Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of translational motion of rare gas atoms on electron-atom Compton scattering2019

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki Masakazu、Tachibana Yuichi、Takahashi Masahiko
    • 雑誌名

      Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics

      巻: 52 号: 6 ページ: 065205-065205

    • DOI

      10.1088/1361-6455/aafdc1

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical analysis of the time-resolved binary (e, 2e) binding energy spectra on three-body photodissociation of acetone at 195 nm2017

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki M、Nakayama S、Zhu C Y、Takahashi M
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 875 ページ: 012004-012004

    • DOI

      10.1088/1742-6596/875/2/012004

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Experimental and theoretical progress in time-resolved (e, 2e) electron momentum spectroscopy of photodissociation dynamics of acetone at 195 nm2017

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Shotaro、Yamazaki Masakazu、Takahashi Masahiko
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 875 ページ: 062051-062051

    • DOI

      10.1088/1742-6596/875/7/062051

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 多次元電子分光による分子軌道イメージング2017

    • 著者名/発表者名
      山崎優一
    • 雑誌名

      Molecular Science

      巻: 11 号: 1 ページ: A0093

    • DOI

      10.3175/molsci.11.A0093

    • NAID

      130006034927

    • ISSN
      1881-8404
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of multi-channel apparatus for electron-atom Compton scattering to study the momentum distribution of atoms in a molecule2017

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki Masakazu、Hosono Masaki、Tang Yaguo、Takahashi Masahiko
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 88 号: 6 ページ: 063103-063103

    • DOI

      10.1063/1.4986459

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [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
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Direct observation of intramolecular atomic motion by using electron-atom Compton scattering2019

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Tachibana, Masakazu Yamazaki, Masahiko Takahshi
    • 学会等名
      14th Asia pacific physics conference
    • 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] Momentum space imaging of molecular vibration by means of atomic momentum spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Tachibana, Masakazu Yamazaki, Masahiko Takahashi
    • 学会等名
      The 2nd edition of the International Symposium of CEFMS-NCTU, RCAS-AS (Taiwan) and 5-star Alliance (Japan)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Imaging atomic motions in a molecule by using electron quasi-elastic backscattering2019

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Yamazaki
    • 学会等名
      The 23rd East Asian Workshop on Chemical Dynamics
    • 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] Asymptotic behavior of plane- and distorted-wave theories to their high energy limits2019

    • 著者名/発表者名
      Isao Nakajima, Masakazu Yamazaki, Masahiko Takahashi
    • 学会等名
      The 20th International Symposium on Correlation, Polarization and Ionization in Atomic and Molecular Collisions
    • 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] Towards filming a movie of atomic motions during a chemical reaction2019

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Yamazaki, Masahiko Takahashi
    • 学会等名
      International Symposium on Ultrafast Molecular Dynamics
    • 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] Development of atomic momentum spectroscopy using a pulsed electron technique for real-time observation of atomic motion in a reacting molecule2019

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Tachibana, Masakazu Yamazaki, Masahiko Takahashi
    • 学会等名
      35th Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Imaging of atomic motions in a molecule using high-energy electron quasi-elastic backscattering2018

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Yamazaki, Masahiko Takahashi
    • 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] 電子散乱を利用した物質内原子運動観測法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      立花佑一、山﨑優一、髙橋正彦
    • 学会等名
      第18回東北大学多元物質科学研究所研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 原子・二原子分子の原子運動量分光:反応中の物質内原子運動の実時間計測へ向けて2018

    • 著者名/発表者名
      立花佑一、山﨑優一、髙橋正彦
    • 学会等名
      2018年度人・環境と物質をつなぐイノベーション創出ダイナミックアライアンス 生命機能 物質・デバイスシステムG3分科会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 希ガス原子と二原子分子の原子運動量分光:反応中の物質内原子運動の可視化へ向けて2018

    • 著者名/発表者名
      山﨑優一、立花佑一、髙橋正彦
    • 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] 原子運動量分光を用いた二原子分子の振動波動関数形状の観測2018

    • 著者名/発表者名
      立花佑一、山﨑優一、髙橋正彦
    • 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] 時間分解電子運動量分光によるアセトンS2状態の光解離反応経路の研究2018

    • 著者名/発表者名
      飯田健介、中山祥太朗、Le YU、山﨑優一、朱超原、髙橋正彦
    • 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] Quasielastic electron backscattering experiments on rare gas atoms and diatomic molecules2018

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Yamazaki, Yuichi Tachibana, Masahiko Takahashi
    • 学会等名
      The international Conference on Many Particle Spectroscopy of Atoms, Molecules, Clusters and Surfaces
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Towards momentum-space imaging of nuclear dynamics by time-resolved electron scattering spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Yamazaki, Masahiko Takahashi
    • 学会等名
      Mini-Symposium on “Electronic and Structural Dynamics”
    • 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] Development of electron impact spectroscopy for directly observing the nuclear motions in molecular systems2018

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Tachibana, Masakazu Yamazaki, Masahiko Takahashi
    • 学会等名
      The 7th China-Japan-Korea Joint Seminar on Atomic and Molecular Processes in Plasma (AMPP2018)
    • 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] Atomic momentum spectroscopy of rare gas atoms and diatomic molecules: Towards momentum-space imaging of nuclear motions during a chemical reaction2018

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Yamazaki, Yuichi Tachibana, Masahiko Takahashi
    • 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] Direct observation of intramolecular motion of several diatomic molecules by using atomic momentum spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Tachibana, Masakazu Yamazaki, Masahiko Takahashi
    • 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] Photodissociation pathways of the acetone molecule at 195 nm studied by time-resolved electron momentum spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Iida, Shotaro Nakayama, Le Yu, Masakazu Yamazaki, Chaoyuan Zhu, Masahiko Takahashi
    • 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] Momentum space imaging of molecular vibration by means of atomic momentum spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Tachibana, Masakazu Yamazaki, Masahiko Takahashi
    • 学会等名
      The first International Joint Symposium of CEFMS-NCTU, RCAS-AS (Taiwan) and 5-Star Alliance (Japan)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] レーザー駆動型パルス電子線を用いた時間分解分子軌道イメージングへの挑戦2018

    • 著者名/発表者名
      山崎優一、高橋正彦
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第38回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 時間分解電子非弾性散乱分光法の開発による物質内電子・原子移動の可視化2017

    • 著者名/発表者名
      山崎優一、高橋正彦
    • 学会等名
      イノベーション・エクスチェンジ2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 物質内原子運動の実時間測定へ向けた希ガスおよび二原子分子の原子運動量分光2017

    • 著者名/発表者名
      立花佑一、細野雅貴、山崎優一、高橋正彦
    • 学会等名
      第17回東北大学多元物質科学研究所研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 時間分解(e, 2e)電子運動量分光によるアセトンS2状態の光解離反応ダイナミクスの研究2017

    • 著者名/発表者名
      中山祥太朗、山崎優一、Chaoyuan Zhu、高橋正彦
    • 学会等名
      第17回東北大学多元物質科学研究所研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] On the range of validity of the plane wave impulse approximation picture for electron momentum spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Isao Nakajima, Masakazu Yamazaki, Masahiko Takahashi
    • 学会等名
      Fifth International Meeting on Frontiers of Physics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Towards momentum-space imaging of electronic and nuclear dynamics2017

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Yamazaki, Masahiko Takahashi
    • 学会等名
      Physical Chemistry Colloquium 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 多次元電子分光による分子軌道イメージング2017

    • 著者名/発表者名
      山崎優一
    • 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
    • 招待講演
  • [学会発表] 原子運動量分光による希ガス原子線の速度分布の異方性の研究2017

    • 著者名/発表者名
      立花佑一、細野雅貴、山崎優一、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 実施状況報告書
  • [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、山崎優一、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 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
  • [学会発表] アセトンS2状態の光誘起三体解離ダイナミクスの時間分解電子運動量分光2017

    • 著者名/発表者名
      中山祥太朗、山崎優一、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 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental and theoretical progress in time-resolved electron momentum spectroscopy of three-body photodissociation dynamics of acetone at 195 nm2017

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Nakayama, 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 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of an electron-atom Compton scattering apparatus: Towards time-resolved imaging of atomic motions in momentum space2017

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Yamazaki, Yuichi Tachibana, Masaki Hosono, Yaguo Tang, 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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular orbital and atomic motion imaging using time-resolved electron scattering2017

    • 著者名/発表者名
      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 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [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 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental and theoretical progress in time-resolved (e, 2e) electron momentum spectroscopy of photodissociation dynamics of acetone at 195 nm2017

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Nakayama, 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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 複合的時間分解電子散乱を用いた化学反応の駆動原理の可視化への挑戦2017

    • 著者名/発表者名
      山崎優一、高橋正彦
    • 学会等名
      人・環境と物質をつなぐイノベーション創出ダイナミック・アライアンス平成28年度附置研アライアンス成果報告会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Three-body photodissociation dynamics of acetone at 195 nm studied by time-resolved (e, 2e) electron momentum spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Nakayama, Masakazu Yamazaki, Masahiko Takahashi
    • 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] Anisotropy of the velocity distribution of target atoms in a beam observed by atomic momentum spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Tachibana, Masaki Hosono, Masakazu Yamazaki, Masahiko Takahashi
    • 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] 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 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 東京工業大学STARサーチ

    • URL

      https://search.star.titech.ac.jp/titech-ss/pursuer.act?event=outside&key_rid=6000017666&lang=jp

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 東北大学多元物質科学研究所業績データベース

    • URL

      http://db.tagen.tohoku.ac.jp/php/db/view-personal.php?pserial=2961

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2022-02-22  

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