光解離反応のポテンシャル面と波束ダイナミックス

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08218212
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 山下 晃一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40175659)
• キーワード: 量子制御 / チャープパルス / 光解離反応 / 波束ダイナミックス / 反応制御 / 化学反応ダイナミックス / コヒーレンス / レーザーパルス

研究概要

近年のレーザー技術の進歩により、レーザーを用いた化学反応ダイナミックスの量子制御が期待されている。レーザー場と反応系の相互作用に関する基礎的研究が急務である。理論的には、Coherent Control、Pulse Shaping、Pump-Probeなどが有力な方法として提案されている。しかしながら、依然としてこれら理論的に設計されたレーザーパルスの実用化は困難であり、実際、反応制御に成功したとする実験的報告はほとんど見られない。そこで本研究では比較的容易に実現可能なチャープパルス(位相変調パルス)を用いた光解離ダイナミックスの制御に関して理論的研究を進め、これまでCO、NaI分子の光解離反応をモデルとして、チャープパルスと分子系の相互作用の特質を検討した。(1)初期波束のインコヒーレンス、(2)adiabatic population transfer機構、(3)パルス内pump-dump機構、がチャープパルスと分子系の相互作用の3大特質として明らかになった。負のチャープパルスの場合、パルスの先端部の周波数は後端部のそれより大きく、逆に正のチャープパルスの場合、時間にともなって周波数が増加する。またチャープによりパルスのエネルギー領域での分布が、チャープしない場合に比べ大幅に広がる。したがって、チャープパルスによって励起状態に作られる初期波束のエネルギー分布は広く、負のチャープパルスの場合、初期波束の高エネルギー部分、逆に正のチャープパルスの場合は低エネルギー部分が時間的に速く作られる。この初期波束の高エネルギー部分と低エネルギー部分の運動の差、すなわち振動運動のコヒーレンスが壊されるようになって興味ある現象が引き起こされる。

研究成果

• [文献書誌] H.Shiina: "Kinetic Studies on the Pyrolysis of H_2S" J.Phys.Chem.100・6. 2136-2140 (1996)
• [文献書誌] J.Takahashi: "Ab Initio studies on the Intertellar Moleculer C_3H_2 and C_3H" J.Chem.Phys.104・17. 6613-6627 (1996)
• [文献書誌] S.C.Farantos: "Normal Mode and Isomerization Bonding States in HCP.Periodic Orbit Assignment and Spectroscopic Signature" J.Chem.Phys.104・24. 10055-10058 (1996)
• [文献書誌] K.Tsuchiya: "Studies on the Reactions of Atomic Saltfar(sp) with H_2,D_2,CH_4,C_2H_6,C_3H_8,n-C_4H_<10>,and i-C_4H_<10>" J.Phys.Chem. 100-43. 17202-17206 (1996)
• [文献書誌] A.Hishikawa: "Fomto second Transition-State Dynamics of Dissociating OCS on the Excited Σ^+S Potential Energy Serface" J.Phys.Chem.101・4(in press). (1997)
• [文献書誌] M.Furubayashi: "Laser Induced Fluorescence of the CH_2CFO Radical" J.Chem.Phys.-(in press). (1997)