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2016 年度 実績報告書

レーザー高次高調波による液体の時間・角度分解光電子分光の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 15J02131
研究機関京都大学

研究代表者

山本 遥一  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
キーワード真空紫外超短パルス / 水和電子 / 液体光電子分光 / ポンプ-プローブ法
研究実績の概要

平成28年度は開発した134 nm真空紫外超短パルスを評価するとともに、時間分解光電子分光へと応用した。
134 nmパルス発生には4光波混合と、400 nmの三次高調波発生の2つの方法がある。前者はポンプ光である267 nm、プローブ光である134 nmをともに真空中で発生できるため時間分解能に優れており、Xeガスの非共鳴2光子過程によって放出された光電子強度から推定された時間分解能は40 fsであった。後者はポンプ光を大気中で別途発生させる必要があるため分散媒質によってポンプ光のパルス幅が伸長し、時間分解能は100 fsであった。出力は前者に比べて強くサンプル位置で1.4 nJの出力が得られた。
はじめに、後者を用いてピラジン蒸気について実験を行ったところ明瞭なポンプ-プローブ信号を検出し、時間分解光電子分光に必要な134 nmパルスの出力が得られていることが確認できた。
次に134 nmパルスによって水和電子の観測を試みた。0.5 M フェロシアン化カリウム水溶液を用いて実験を行った。フェロシアン化物イオンに比べて非常に小さいが水和電子の信号が確認された。134 nmパルスによって発生する光電子量を変化させても水和電子のピーク位置は不変であり、発生した光電子間の反発によるスペースチャージは無視できる程度であることがわかった。このことは昨年度発表した13.6 eVのプローブ光を使った実験とは対照的であり、水の直接イオン化エネルギー11.2 eVよりも小さな光子エネルギー9.2 eVの光源を開発した利点である。
また、昨年度測定した水和電子スペクトルの波長依存性についてスイス連邦工科大学チューリッヒ校のグループとの共同研究で電子の溶媒による散乱モデルに基づいた解析を行い散乱の影響を除いた水和電子のスペクトルを算出し、米国科学振興協会の学術誌に発表した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] スイス連邦工科大学チューリッヒ校(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      スイス連邦工科大学チューリッヒ校
  • [雑誌論文] Genuine binding energy of the hydrated electron2017

    • 著者名/発表者名
      David Luckhaus, Yo-ichi Yamamoto, Toshinori Susuki, Ruth Signorell
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Wavelength dependence of UV photoemission from solvated electrons in bulk water, methanol, and ethanol2016

    • 著者名/発表者名
      Yo-ichi Yamamoto, Shutaro Karashima, Shunsuke Adachi, and Toshinori Suzuki
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry A

      巻: 120 ページ: 1153-1159

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.5b09601

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Resolving non-adiabatic dynamics of hydrated electrons using ultrafast photoemission anisotropy2016

    • 著者名/発表者名
      Shutaro Karashima, Yo-ichi Yamamoto, and Toshinori Suzuki
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 116 ページ: 137601

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.116.137601

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Wavelength dependence of UV photoemission from solvated electrons in bulk water, methanol, and ethanol2016

    • 著者名/発表者名
      Yo-ichi Yamamoto, Shutaro Karashima, Shunsuke Adachi, Toshinori Suzuki
    • 学会等名
      第32回化学反応討論会
    • 発表場所
      埼玉県大宮ソニックシティホール
    • 年月日
      2016-06-01 – 2016-06-03
    • 国際学会
  • [備考] 京都大学大学院理学研究科化学専攻物理化学研究室ホームページ

    • URL

      http://kuchem.kyoto-u.ac.jp/bukka/index.html

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-16  

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