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ピコ秒赤外-紫外二重共鳴法によるサイト選別したベンゼンクラスターの振動緩和の研究

公募研究

研究領域分子高次系機能解明のための分子科学―先端計測法の開拓による素過程的理解
研究課題/領域番号 22018020
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関広島大学

研究代表者

江幡 孝之  広島大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70142924)

研究分担者 井口 佳哉  広島大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (30311187)
研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2011年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2010年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワードベンゼンクラスター / ピコ秒時間分解 / 外-紫外ポンプ-プローブ法 / 振動緩和 / サイト選別 / 赤外-紫外ポンプ-プローブ法
研究概要

本研究は,ベンゼンクラスターのクラスター構造と振動緩和機構の関連を明らかにすることを目的とした。昨年に引き続き,超音速分子線装置とピコ秒の時間分解赤外-紫外ポンプープローブ分光装置を用い,まずベンゼン二量体について励起サイト(トップサイト、ステムサイト)を区別して振動励起し,それぞれのサイトのベンゼンのCH伸縮振動(~3000cm^<-1>)の振動緩和の実時間観測をより精密に行った。その結果,ステムサイトのCH伸縮振動の緩和寿命は140~170psであり,トップサイトのCH伸縮振動の緩和寿命370~400psに比べ2.7倍ほど短いことが分かった。この違いは,ステムサイトベンゼンがトップサイトベンゼンよりも対称性が低下していることと,ステムサイトベンゼンのCH基はトップサイト側のベンゼン環とのCH-π相互作用が大きくなるために,ステムサイトベンゼンのCH振動の緩和が速くなるためであると結論した。さらに励起したサイトのベンゼン側からエネルギー緩和は3段階の過程で進み,分子間振動を経由してクラスター全体に緩和し,最終的に2-6ナノ秒で解離することを明らかにした。また,三量体についても同様な実験を行ったところ,CH伸縮振動の緩和寿命は50ps,解離寿命も1ナノ秒と二量体に比べどちらも速くなることが分かった。この違いは,三量体では,T-型二量体に比べサイト間のベンゼンの相互作用が大きくなることと,解離状態の状態密度が大きくなるためと結論した。

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (19件) 図書 (3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Vibrational Energy Relaxation of Benzene Dimer and Trimer in the CH Stretching Region Studied by Picosecond Time-Resolved IR-UV Pump-Probe Spectroscopy2012

    • 著者名/発表者名
      R. Kusaka, Y. Inokuchi, and T. Ebata
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys.

      巻: 136 号: 4 ページ: 44304-12

    • DOI

      10.1063/1.3676658

    • NAID

      120005083996

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure of Host-Guest Complexes between Dibenzo-18-Crown-6 and Water, Ammonia, Methanol, and Acetylene: Evidence of Molecular Recognition on the Complexation2011

    • 著者名/発表者名
      R. Kusaka, S. Kokubu, Y. Inokuchi, T. Haino, and T. Ebata
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 13 号: 15 ページ: 6827-6836

    • DOI

      10.1039/c0cp02523b

    • NAID

      120005615674

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] UV and IR spectroscopic studies of cold alkali metal ion-crown ether complexes in the gas phase2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshiya Inokuchi, Oleg V.Boyarkin, Ryoji Kusaka, Takeharu Haino, Takayuki Ebata, Thomas R.Rizzo
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 133 号: 31 ページ: 12256-12263

    • DOI

      10.1021/ja2046205

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Laser Spectroscopic and Theoretical Studies of Encapsulation Complexes of Calix[4]arene2011

    • 著者名/発表者名
      S. Kaneko, Y. Inokuchi, T. Ebata, E. Apra, and S. S. Xantheas
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A

      巻: 115 号: 40 ページ: 10846-10853

    • DOI

      10.1021/jp204577j

    • NAID

      120005627698

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The structure of the Calix[4]arene-(H_2O) cluster-world's smallest cup of water2010

    • 著者名/発表者名
      N.Hontama, et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.A.

      巻: 114 ページ: 2967-2972

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Excited-State Dynamics of the 2-Hydroxypyridine-Ammonia Complex2010

    • 著者名/発表者名
      M.Esboui, et al.
    • 雑誌名

      I.Phys.Chem.A.

      巻: 114 ページ: 3060-3066

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Laser spectroscopic study on (dibenzo-24-crown-8-ether)-water and-methanol complexes in supersonic jets2010

    • 著者名/発表者名
      S.Kokubu, et al.
    • 雑誌名

      Phys.Chem.Chem.Phys.

      巻: 12 ページ: 3559-3565

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structures and Encapsulation Motifs of Functional Molecules probed by Laser Spectroscopic and Theoretical Methods2010

    • 著者名/発表者名
      R.Kusaka, et al.
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 10 ページ: 3519-3548

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Encapsulation of Ar_n complexes by Calix[4]arene : Endo- vs.exo-complexes2010

    • 著者名/発表者名
      T.Ebata, et al.
    • 雑誌名

      Phys.Chem.Chem.Phys

      巻: 12 ページ: 4569-4579

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Remarkable Site Difference of Vibrational Energy Relaxation in Benzene Dimer : Picosecond Time-resolved IR-UV Pump-Probe Spectroscopic Study2010

    • 著者名/発表者名
      R.Kusaka, et al.
    • 雑誌名

      Angew Chemie Internat.Ed.

      巻: 122 ページ: 7143-7146

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of Semi-Covalent Bond in [(N_2O)_nH_2O]+(n=2-7)Cluster Ions Studied by IR Spectroscopy2010

    • 著者名/発表者名
      R.Matsushima, et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.A

      巻: 114 ページ: 11037-11042

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] レーザー分光と理論化学計算による包接化合物の分子認識の解明2012

    • 著者名/発表者名
      江幡孝之
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第32回年次大会
    • 発表場所
      仙台(招待講演)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Laser spectroscopic study on structures of 3n-crown-n (n=2,5,6) complexes with phenol2011

    • 著者名/発表者名
      日下良二, 江幡孝之
    • 学会等名
      66-th OSU International symposium on Molecular Spectroscopy
    • 発表場所
      Columbus (USA)
    • 年月日
      2011-06-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Spectroscopic and Theoretical Study on the Structures and Dynamics of Functional Molecules-Towards an Understanding of the Molecular recognition for Encapsulation Complexes2011

    • 著者名/発表者名
      江幡孝之
    • 学会等名
      66-th OSU International symposium on Molecular Spectroscopy
    • 発表場所
      Columbus (USA)(基調(招待)講演)
    • 年月日
      2011-06-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Laser spectroscopic study of β-estradiol and its hydrated clusters in a supersonic jet2011

    • 著者名/発表者名
      森島史弥, 井口佳哉, 江幡孝之
    • 学会等名
      第11回分子分光研究会
    • 発表場所
      広島
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 極低温トラップ中の金属イオンークラウンエーテル錯体のレーザー分光2011

    • 著者名/発表者名
      井口佳哉, O.Boyarkin, 日下良二, 灰野岳晴, 江幡孝之, T.R.Rizzo
    • 学会等名
      第5回分子科学討論会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 超音速ジェット中でのレーザー分光を用いたestrogenの構造に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      森島史弥, 江幡孝之, 井口佳哉
    • 学会等名
      第5回分子科学討論会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] (3n-crown-n)-phenol錯体のレーザー分光2011

    • 著者名/発表者名
      日下良二, 井口佳哉, 灰野岳晴, 江幡孝之
    • 学会等名
      第5回分子科学討論会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ピコ秒pump-probe法によるmethyl4-hydroxy cinnamateとその水和クラスターの無幅射緩和ダイナミクスの研究2011

    • 著者名/発表者名
      江幡孝之, 島田大樹, 日下良二, 井口佳哉, 江原正博
    • 学会等名
      第5回分子科学討論会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] アクリロニトリルクラスター負イオンの赤外光解離分光~重合反応生成物の構造決定2011

    • 著者名/発表者名
      大下慶次郎, 鈴木俊法, 井口佳哉, 江幡孝之
    • 学会等名
      第5回分子科学討論会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Br-(CH_3Br)錯体におよぼす水分子溶媒効果の研究2011

    • 著者名/発表者名
      栂野英二郎, 井口佳哉, 土井啓右, 江幡孝之
    • 学会等名
      第5回分子科学討論会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 超音速ジェットレーザー分光によるカリックスアレン類似体のゲスト分子包接構造に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      金子翔平, 井口佳哉, 江幡孝之, Sotiris S.Xantheas
    • 学会等名
      第5回分子科学討論会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] I-+CH_3I S_N2反応における微視的溶媒効果の研究2011

    • 著者名/発表者名
      土井啓右, 井口佳哉, 中西隆造, 永田敬, 江幡孝之
    • 学会等名
      第5回分子科学討論会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ベンゼンのCH伸縮振動のIVRにおよぼす置換基導入効果の研究2011

    • 著者名/発表者名
      吉水稔, 日下良二, 井口佳哉, 江幡孝之
    • 学会等名
      第5回分子科学討論会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] レーザー脱離法を用いた不揮発性分とその分子クラスターのレーザー分光2011

    • 著者名/発表者名
      片桐有志, 中岡拓馬, 江幡孝之, 井口佳哉, 三枝洋之
    • 学会等名
      第5回分子科学討論会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Picosecond Time-Resolved Infrared-Ultraviolet Pump-Probe Spectroscopic Study on Vibrational Energy Relaxation of Benzene Clusters2010

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Ebata
    • 学会等名
      2010 International Chemical congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2010-12-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Frequency and Time domain Laser Spectroscopic Study on the Molecular Complexes and Functional Molecules in the Gas Phase2010

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Ebata
    • 学会等名
      2010 International Chemical congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2010-12-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Laser Spectroscopic and Theoretical Study on the Structure and Encapsulation Motif of Functional Molecules2010

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Ebata
    • 学会等名
      8th International Conference of Computational Methods in Sciences and Engineering
    • 発表場所
      Cos Island, Greece
    • 年月日
      2010-10-04
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Picosecond Time-Resolved Infrared-Ultraviolet Pump-Probe Spectroscopic Study on the Vibrational Energy Relaxation of Benzene Dimer2010

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Ebata
    • 学会等名
      5th Russian-Japanese Seminar : Molecular and Biophysical Magnetoscience
    • 発表場所
      Orenburg, Russia(招待講演)
    • 年月日
      2010-09-17
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Revealing the structure and dynamics of functional molecules2010

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Ebata
    • 学会等名
      Molecular and Ionic Cluster Conference 2010
    • 発表場所
      Niigata, Japan(招待講演)
    • 年月日
      2010-09-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] Vibrational Spectroscopy of Gas Phase Functional Molecules and Their Complexes Cooled in Supersonic Beams2012

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Ebata, Ryoji Kusaka, Yoshiya Inokuchi
    • 総ページ数
      35
    • 出版者
      InTech
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] Advances in Multi-Photon Processes and Spectroscopy(Vol.19)2010

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Ebata
    • 出版者
      World Scientific
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] Hydrogen Bonding and Transfer in the Excited State、Vol.12010

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Ebata
    • 出版者
      Wiley-VCH
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://home.hiroshima-u.ac.jp/ebatalab/

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://home.hiroshima-u.ac.jp/ebatalab/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

URL: 

公開日: 2010-08-23   更新日: 2018-03-28  

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