| 研究課題/領域番号 |
20K15226
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分32010:基礎物理化学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
田中 駿介 東京大学, 物性研究所, 助教 (10822744)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | THz-induced reactions / TFISH / metal surface / Gapless THz detection / THz pump-SHG probe / Pt表面 / 表面化学反応誘起 / Pt(111) / Cs/Pt / モノサイクルテラヘルツ光 / 表面化学反応 / 表面吸着種ダイナミクス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
光により精密に化学反応を制御することは持続可能な社会に向けて現実のものになるべき課題である。その実現のためには、反応素過程に関与する自由度(振動モードなど)を明らかにし、さらにその特定のモードを制御する光技術が必要となる。
本研究課題は、モノサイクルテラヘルツ(THz)光を用いて基板-吸着種間振動を励起し、その後の反応ダイナミクスを実時間測定することで、固体表面上の会合反応過程を明らかにする。また、THz光の電場の向きを制御することで、表面吸着種の運動方向を制御できることを実験的に示す。
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| 研究成果の概要 |
超高真空条件下でCs/PtやO+CO/Ptなどの規定された表面を用意し、その表面に最大電場183kV/cmの単サイクルTHzパルスを照射することで、THzパルスによる化学反応が誘起されるかどうか検討した。四重極型質量分析計による脱離種の検出、第二高調波発生分光法による吸着種変位の測定を試みたが、THzパルスによる吸着種変位やTHzパルス誘起化学反応を観察できなかった。このことから、化学反応を誘起するためには、より強い電場を持つテラヘルツパルスが必要であると結論づける。
本研究で、私は金属表面からの第二高調波光を利用してTHzパルスの時間波形を検出する新しいTHz電場波形検出方法を開発した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
私はair-metal-coherent-detection(AMCD)というTHzパルス検出方法を開発した。この方法は、THz電場が誘起する空気分子からの第二高調波光と金属表面からの第二高調波光の干渉を利用する。THz電場が作用する対象が空気分子であるため、AMCDは広帯域THzパルスのギャップレス検出を可能にする。広帯域THzパルス光の検出方法として、air-biased-coherent-detection(ABCD)が有名であるが、ABCDに比べて、AMCDは空気分子と金属薄膜だけでよい。その簡便性から、AMCDは広帯域THzパルスの時間波形計測方法の一つとして普及するものと考える。
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