研究課題
分子を構成する原子の振動運動と電子運動との相関である振電相互作用が、光や荷電粒子との相互作用や種々の化学反応過程でしばしば重要な役割を果たすことが知られている。これら効果の本質が原子核の変位に伴う電子波動関数の歪みにあることから、本研究ではこれまで実験的にアプローチの困難であった”電子波動関数の変化”に焦点を定め、高速電子の非弾性散乱実験に基づく分子軌道イメージング法を駆使した独自の振電相互作用研究を展開してきた。本年度は、電子運動量分光（EMS）実験による電子運動量分布の高精度測定を行い、電子波動関数形状に対する分子振動の影響を系統的に調べた。特に、特定の官能基に局在した振動モードが電子波動関数に与える影響に着目して、ギ酸メチルやホルムアミドの分子軌道形状の歪みを調査している。実験に加え、独自の理論解析を行い、個々の振動モードが電子運動量分布に与える影響を系統的に明らかにすべく研究を進めた。その結果、特定の官能基を構成する原子核の微小変位が官能基とは距離的に離れた電子分布にも顕著な影響を与える場合があり、その効果が電子運動量分布に大きな変化を与え得ることを突き止めた。さらに研究対象を振動励起分子に広げるべく、高温ガスノズルを製作した。昨年度より進めてきた予備実験により初期の性能を満たすノズルのデザインを決定し、それに基づきEMS装置に組み込む高温分子ビーム源を完成させた。これを用いれば、メチル基のねじれ振動や一般的な変角振動が励起された分子のEMS実験が可能となり、高温環境下における分子の性質変化をその起源から明らかにしていけると期待できる。また、電子励起過程およびその後続解離を対象とした振電相互作用研究の基盤構築を目指し、散乱電子と解離イオンとの同時計測法の開発を進めるとともに、二原子分子を対象とした実験を行い、得られた結果を論文として公表した。
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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