電荷分離，プロトン移動，電子伝達，巨大電子状態揺らぎの非断熱電子化学

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 15H05752
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 京都大学 (2016-2019); 東京大学 (2015)
• 研究代表者: 高塚 和夫 京都大学, 福井謙一記念研究センター, 研究員 (70154797)
• 研究分担者: 高橋 聡 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (20456180) ; 山下 雄史 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任准教授 (50615622)
• 研究期間 (年度): 2015-05-29 – 2020-03-31
• キーワード: 電子動力学 / 非断熱化学動力学 / 電子移動 / プロトン移動 / 時間領域量子化学

研究成果の概要

非断熱電子動力学理論（時間領域量子化学）＝動く電子の化学の基礎理論を構築しつつ、この研究領域を開発・開拓するとともに、特に電荷分離、プロトン移動、電子伝達、巨大電子状態揺らぎに関わる重要な化学現象群に応用を行った。その結果、光合成の根源となる水分子の分解過程の触媒サイクルの基本的メカニズムの解明、超高擬縮重系の電子状態における化学結合論の構築、多次元非断熱相互作用による鏡像対称性を含む分子の対称性の破れの理論とその化学効果、自動イオン化などで電子が分子外に放出される過程の実時間動力学の研究、等で従来の化学理論では扱うことすらできなかった現象の定量的解析と概念化を行った。

自由記述の分野

化学動力学理論、非断熱電子動力学、励起状態化学動力学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、個別の社会的な問題を特定して解決を図るというよりは、化学・物質科学の新しい研究領域を開拓し、方法論を研ぎ澄まし、未知の概念・法則等を打ち建てようとするものである。しかし、化学や物質科学が、人類社会における物質的基盤をなし、生物学や薬学にまで広がる福利・厚生に基本的な役割を果たすことから、新しい化学領域を拓き、ひいては新しい物質の開発・発見につながることを通して、将来的に社会的貢献を為すものと考える。