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高縮重電子励起状態における化学反応相の開拓: ホウ素クラスターを例として

研究課題

研究課題/領域番号 25810001
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 物理化学
研究機関東京大学

研究代表者

米原 丈博  東京大学, 総合文化研究科, 特任研究員 (30645966)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード非断熱電子動力学 / ホウ素クラスター / 高擬縮重励起状態 / レーザー場 / 反応制御 / 化学反応場 / 量子動力学 / 高縮重励起状態
研究成果の概要

外場下での分子の非断熱電子動力学を記述できる理論を第一原理電子状態計算プログラムに実装し、価電子欠損性に由来する高擬縮重電子励起状態と電子揺らぎが期待されるホウ素クラスターへ適用した。結果、不対電子揺らぎと反応性との相関及び、その基礎となる電子状態特性分類に関して次の知見を得た。(i) 揺らぎは状態密度の小さい低い励起状態で顕著 (ii) 高励起状態群における速やかな状態拡散と不対電子揺動の抑制 (iii) 励起状態の高低に応じた非断熱的電子状態混合の違いが電子位相緩和情報へ明確に反映される事 (iv)電子構造異方性に応じ反応性と不対電子活性が協奏してレーザー分極方向に依存する事。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Nonadiabtic electron dynamics in densely quasidegenerate states in highly excited boron cluster.2016

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Yonehara and Kazuo Takatsuka
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics(印刷中)

      巻: 144

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nonadiabatic electron wavepacket study on symmetry breaking dynamics of the low-lying excited states of cyclic-B42015

    • 著者名/発表者名
      Zhong-wei Li, Takehiro Yonehara, Kazuo Takatsuka
    • 雑誌名

      Chem. Phys.

      巻: 464 ページ: 14-25

    • DOI

      10.1016/j.chemphys.2015.10.012

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ホウ素クラスターの高励起高擬縮重電子状態における非断熱電子動力学2016

    • 著者名/発表者名
      米原丈博、高塚和夫
    • 学会等名
      計算分子科学研究拠点 第6回研究会
    • 発表場所
      愛知県岡崎市明大寺町、分子科学研究所
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Exploration of chemical reactions driven by non-adiabatic electron wave packets created in densely quasi-degenerate electronic states2015

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Yonehara and Kazuo Takatsuka
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies, 2015
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高擬縮重励起状態における電子波束と光化学反応性の相関に関する理論化学的研究 PART I: Molecular science PART II: Algorithm study on non-adiabatic branching PART III: Dynamics study on correlations between excitation of electronic field and reactivity in boron cluster under laser field2015

    • 著者名/発表者名
      米原丈博、高塚和夫
    • 学会等名
      第六回計算物質科学イニシアティブ(CMSI)研究会
    • 発表場所
      東京都文京区本郷、東京大学 小柴ホール
    • 年月日
      2015-12-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Non-adiabatic electron dynamics in highly degenerate excited states of boron clusters. PART 1: Molecular science, PART 2: Algorithm study on non-adiabatic branching2015

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Yonehara and Kazuo Takatsuka
    • 学会等名
      5-th International Workshop on Massively Parallel Programming Now in quantum chemistry and physics
    • 発表場所
      Univ. of Tokyo, Hongo,Bunkyo-ku,Tokyo
    • 年月日
      2015-11-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ホウ素クラスターを媒体とした外場駆動化学反応改変と電子動力学 (--> 外場駆動化学反応と電子動力学;ホウ素クラスターの励起電子揺動場)2015

    • 著者名/発表者名
      米原丈博、高塚和夫
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京都目黒区、東京工業大学、大岡山キャンパス
    • 年月日
      2015-09-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Exploration of the Nature of Non-Adiabatic Electron Dynamics in Chemistry2015

    • 著者名/発表者名
      米原丈博、高塚和夫
    • 学会等名
      日本化学会 第95回春季年会 アジア国際シンポジウム
    • 発表場所
      日本大学 理工学部/薬学部 船橋
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Characterization of highly quasi-degenerate electronic states in non-adiabatic chemistry2015

    • 著者名/発表者名
      米原丈博、高塚和夫
    • 学会等名
      International Workshop on New Frontier of Numerical Methods for Many-Body Correlations; Methodologies and Algorithms for Fermion Many-Body Problems
    • 発表場所
      東京大学 工学部 本郷
    • 年月日
      2015-02-18 – 2015-02-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 高擬縮重励起状態における非断熱電子動力学と化学反応2014

    • 著者名/発表者名
      米原丈博、高塚和夫
    • 学会等名
      第五回計算物質科学イニシアティブ(CMSI)研究会
    • 発表場所
      東北大学 金属材料研究所 仙台
    • 年月日
      2014-12-08 – 2014-12-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 外場光と非断熱性により生じる非断熱電子波束とnon-Born-Oppenheimer化学過程2014

    • 著者名/発表者名
      米原丈博、高塚和夫
    • 学会等名
      ISSPワークショップ:機能物性融合科学研究会シリーズ(1)「光機能」
    • 発表場所
      東京大学 物性研究所 柏
    • 年月日
      2014-12-04 – 2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Nonadiabatic electron dynamics and chemical reactivity in highly quasi-degenerate coupled electronic states2014

    • 著者名/発表者名
      米原丈博、高塚和夫
    • 学会等名
      4-th International Workshop on Massively Parallel Programming Now in Molecular Science
    • 発表場所
      東京大学 工学部 本郷
    • 年月日
      2014-11-23 – 2014-11-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 非断熱電子動力学による高縮重励起状態の選別と反応性指標;ホウ素クラスターを対象として2014

    • 著者名/発表者名
      米原丈博、高塚和夫
    • 学会等名
      第8回分子科学討論会
    • 発表場所
      広島大学 総合科学部 東広島
    • 年月日
      2014-09-21 – 2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] レーザー場と非断熱電子動力学が作る化学反応場2014

    • 著者名/発表者名
      ◯米原丈博、高塚和夫
    • 学会等名
      研究会「化学反応のポテンシャル曲面とダイナミックス」
    • 発表場所
      福岡県、福岡市、九州大学理学研究科
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Exploration of novel chemical reactions including non-adiabatic electron dynamics under laser fields.2014

    • 著者名/発表者名
      ◯米原丈博、高塚和夫
    • 学会等名
      54th Sanibel Symposium
    • 発表場所
      USA, Georgia, St. Simons’ Island, King and Prince Hotel
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 多くの励起状態と輻射場が関わる超高速非断熱化学過程と 多階層構造を有する分子系における電子動力学の追跡に向けた計算手法の開発2013

    • 著者名/発表者名
      ◯米原丈博、高塚和夫
    • 学会等名
      第四回計算物質科学イニシアティブ(CMSI)研究会
    • 発表場所
      千葉県、柏市、東京大学物性研究所
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Theoretical study on chemical reactions including non-adiabatic electron dynamics under laser fields.2013

    • 著者名/発表者名
      ◯米原丈博、高塚和夫
    • 学会等名
      5th JCS International Symposium on Theoretical Chemistry
    • 発表場所
      奈良県、奈良市、東大寺文化センター
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Laser control of non-adiabatic electron wave packets and chemical reaction dynamics2013

    • 著者名/発表者名
      ◯米原丈博、高塚和夫
    • 学会等名
      A Peter Wall Colloquium Abroad and The 73rd Okazaki Conference on “Coherent and Incoherent Wave Packet Dynamics”
    • 発表場所
      愛知県、岡崎市、分子科学研究所-岡崎コンフェレンスセンター
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 励起電子動力学と分子波束の非断熱分岐を利用した化学反応相の開拓2013

    • 著者名/発表者名
      ◯米原丈博、高塚和夫
    • 学会等名
      化学反応経路探索のニューフロンティア2013
    • 発表場所
      京都府、京都市、福井謙一記念研究センター
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高縮重電子励起状態における化学反応相の開拓に向けた非断熱電子動力学研究;ホウ素クラスター2013

    • 著者名/発表者名
      ◯米原丈博、高塚和夫
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会
    • 発表場所
      京都府、京都市、京都テルサ
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [図書] Chemical Theory beyond the Born-Oppenheimer Paradigm2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Takatsuka, Takehiro Yonehara, Kota Hanasaki and Yasuki Arasaki
    • 総ページ数
      448
    • 出版者
      World Scientific
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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