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ダブルピーク型5-fsパルス光発生による分子振動位相を揃えた選択励起手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K15512
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分32010:基礎物理化学関連
研究機関横浜国立大学 (2021)
神奈川大学 (2019-2020)

研究代表者

橋本 征奈  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 日本学術振興会特別研究員 (30824932)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードフェムト秒パルスレーザー光 / 分子振動励起 / 分子振動実時間分光 / 光化学反応 / 極限的超短パルス光
研究開始時の研究の概要

本研究では、まず任意の分子振動モードに対応したピーク間のエネルギー差を有するダブルピーク型5-fsパルス光を発生させる。次に特定の分子振動モードのみに波束を生成させることで、分子振動位相を揃えて選択励起する。さらに励起後の反応過程を、分子振動の実時間変化として計測することで分子振動コヒーレンスの緩和過程を解明し、振動緩和の抑制手法を開発する。最終的には化学反応のコヒーレント制御への応用を目指す。

研究成果の概要

分子振動周期よりも閃光時間が短い広帯域5-fsパルスレーザー光を用いると、分子が振動するタイミング(分子振動位相)を揃えた状態で、ラマン活性な複数の分子振動を同時に励起できる。本研究では、任意の分子振動モードに対応したピーク間のエネルギー差を有するダブルピーク型5-fsパルスレーザー光を発生させ、特定の分子振動モードのみに波束を生成させることで、振動位相を揃えた状態で分子振動を選択励起した。次に、分子振動の実時間変化を計測することで分子振動コヒーレンスの緩和過程を解析した。さらに、選択励起した分子振動準位に依存する化学反応を誘起した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

レーザー発振が報告されて以来、レーザー光の特長を活かした化学反応制御が種々試みられてきた。本研究では、有機分子の特定の分子振動モードのみを選択的に励起可能な新規ダブルピーク型5-fsパルスレーザー光を発生させた。さらに、選択的に分子振動準位を励起することで、反応性を制御した。本手法が新たな反応制御手法になることを期待する。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2021 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Ultrafast charge transfer dynamics in the excited state of DCM measured by a 6-fs UV pulse laser2021

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Sena、Takagi Rikako、Okamura Kotaro、Yabushita Atsushi、Kobayashi Takayoshi、Iwakura Izumi
    • 雑誌名

      Chemical Physics

      巻: 551 ページ: 111326-111326

    • DOI

      10.1016/j.chemphys.2021.111326

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Selective Photoreaction Induced by Spectrally Shaped Pulse Laser2021

    • 著者名/発表者名
      橋本 征奈・籔下 篤史・岩倉 いずみ
    • 学会等名
      2021年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Selective excitation to vibrational first excited level studied by real-time vibrational spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      橋本征奈・籔下篤史・岩倉いずみ
    • 学会等名
      2019年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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