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2017 年度 実績報告書

金属原子を含む新規XAS計算手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K04755
研究機関広島大学

研究代表者

高橋 修  広島大学, サステナブル・ディベロップメント実践研究センター, 特任講師 (60253051)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード放射線、X線、粒子線 / 内殻励起 / 化学物理
研究実績の概要

近年放射光利用技術の進歩により,X線領域における分光学が急速に進展した。X線照射後の放出電子や光の吸収,発光による情報は分子の局所構造や反応ダイナミクスを反映する。例えば,金属錯体の関与する触媒反応では活性中心にある金属原子が直接関与し,スペクトルに反映される。X線分光法は反応機構の解明のための有力なツールの1つとして注目されている。しかしその解釈は実験のみで行うにはまだ情報不足で,理論計算によるサポートが理解を加速するために必須である。本研究課題の目標は金属を含む系へのX線分光に対する新規理論計算手法の確立である。今回の申請で注目している分光法はK殻およびL殻励起のX線吸収スペクトル法(XAS)であり,非経験的分子軌道法および密度汎関数法に基づく計算手法を開発する。
最終年度は応用研究を行った。原子惑星系において重要な岩石の1つであるforsteriteについて,結晶,アモルファス状態のXANES測定を行い,さらに理論計算によりモデル化を行い,XAS理論計算により解析を行った。理論XASは実験スペクトルをよく再現することができた。また,関連する研究として,共鳴X線非弾性散乱(RIXS)分光に対する新しい分光計算手法を開発し,これを液体メタノール,エタノールに応用した。また液体状態の分光研究として,酢酸などの有機酸,イオン液体などに対しXAS研究を行った。理論計算も同時に行い,実験スペクトルをよく再現することができた。
研究論文は10報,著書を1報出版し,学会発表は9件行った。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 3件、 査読あり 10件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] Stockholm University(Sweden)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      Stockholm University
  • [国際共同研究] University of Turku(Finland)

    • 国名
      フィンランド
    • 外国機関名
      University of Turku
  • [雑誌論文] XANES spectra of forsterite in crystal, surface, and amorphous states2018

    • 著者名/発表者名
      OsamuTakahashi(*), YusukeTamenori, TaigaSuenaga, F. TomokoIkeda, JunyaMatsuno, AkiraTsuchiyama
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 8 ページ: 025107~025107

    • DOI

      10.1063/1.5017245

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Site-selective bond scission of methylbenzoate following core excitation2018

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Osamu、Kooser Kuno、Ha Dang Trinh、Myllynen Hanna、Laksman Joakim、Rachlew Elisabeth、Kukk Edwin
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 20 ページ: 9591~9599

    • DOI

      10.1039/c7cp08428e

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Theoretical double-core-hole spectroscopy of cytosine tautomers2018

    • 著者名/発表者名
      Osamu Takahashi
    • 雑誌名

      J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom.

      巻: 印刷中 ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] XAS and XES studies of carbonate and bicarbonate ions in aqueous solutions2017

    • 著者名/発表者名
      Nishida Naohiro、Horikawa Yuka、Tokushima Takashi、Takahashi Osamu
    • 雑誌名

      Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena

      巻: 220 ページ: 96~100

    • DOI

      10.1016/j.elspec.2016.12.006

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical study on X-ray absorption spectra and bond dynamics for core excitation from valence excited benzoic acids2017

    • 著者名/発表者名
      Inui H.、Takahashi O.、Hiraya A.
    • 雑誌名

      Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena

      巻: 220 ページ: 101~104

    • DOI

      10.1016/j.elspec.2016.12.005

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relativistic corrections for single- and double-core excitation at the K- and L-edges from Li to Kr2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Osamu
    • 雑誌名

      Computational and Theoretical Chemistry

      巻: 1102 ページ: 80~86

    • DOI

      10.1016/j.comptc.2017.01.007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Core-hole-induced dynamical effects in the x-ray emission spectrum of liquid methanol2017

    • 著者名/発表者名
      Ljungberg M. P.、Zhovtobriukh I.、Takahashi O.、Pettersson L. G. M.
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 146 ページ: 134506~134506

    • DOI

      10.1063/1.4979656

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] X-ray Emission Spectrum of Liquid Ethanol: Origin of Split Peaks2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Osamu、Ljungberg Mathias P.、Pettersson Lars G. M.
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 121 ページ: 11163~11168

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.7b09262

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] ケイ酸塩鉱物の電子状態及びXANES計算2017

    • 著者名/発表者名
      高橋 修、末永 太河
    • 雑誌名

      J. Comput. Chem. Jpn.

      巻: 15 ページ: 211~212

    • DOI

      10.2477/jccj.2016-0058

    • 査読あり
  • [雑誌論文] スペクトル解析法による固体有機結晶の振動スペクトル計算法2017

    • 著者名/発表者名
      末永 太河、高橋 修
    • 雑誌名

      J. Comput. Chem. Jpn.

      巻: 16 ページ: 108~109

    • DOI

      10.2477/jccj.2017-0027

    • 査読あり
  • [学会発表] Mg水素化物中のMg K吸収端のXANESスペクトル2018

    • 著者名/発表者名
      ○小林英一,坂東恭子,奥平幸司,高橋修,岡島敏浩
    • 学会等名
      第31回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム,2018年1月8-10日,つくば
  • [学会発表] 軟X線分光によるリチウムーグライム錯体系溶液の電子状態観測2018

    • 著者名/発表者名
      ○松村準也,徳島高,高橋修,堀川裕加
    • 学会等名
      第31回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム,2018年1月8-10日,つくば
  • [学会発表] 水溶液中のシュウ酸の選択的軟X線発光分光実験と量子化学計算の直接比較による解析2018

    • 著者名/発表者名
      ○山村涼介,末永太河,徳島高,高橋修
    • 学会等名
      第31回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム,2018年1月8-10日,つくば
  • [学会発表] Simulations of H-bonded liquids2017

    • 著者名/発表者名
      O. Takahashi
    • 学会等名
      Uteo XES workshop, July 28 - August 4, 2017, Stockholm, Sweden
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] スペクトル解析法による固体有機結晶の新規振動スペクトル計算法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      ○末永太河,高橋修
    • 学会等名
      2017年日本コンピュータ化学会春季年会,2017年6月8-9日,東京
  • [学会発表] 水溶液中のジカルボン酸の選択的軟X線発光分光2017

    • 著者名/発表者名
      ○山村涼介,末永太河,徳島高,高橋修
    • 学会等名
      第11回分子科学討論会,2017年9月15-18日,仙台
  • [学会発表] 赤外吸収スペクトル法と理論計算を用いた超高圧下におけるトリハロメタンの構造変化の観測2017

    • 著者名/発表者名
      ○末永太河,高橋修
    • 学会等名
      第11回分子科学討論会,2017年9月15-18日,仙台
  • [学会発表] 軟X線分光による二酸化炭素を吸収する酢酸系イオン液体の電子状態研究2017

    • 著者名/発表者名
      5.○戸畑敦貴,森山諒平,徳島高,高橋修,梅林泰宏,堀川裕加
    • 学会等名
      第40回溶液科学シンポジウム,2017年10月18―20日,姫路
  • [学会発表] 軟X線分光によるリチウムーグライム錯体系溶液の電子状態観測2017

    • 著者名/発表者名
      ○松村準也,徳島高,高橋修,梅林泰宏,堀川裕加
    • 学会等名
      第40回溶液科学シンポジウム,2017年10月18―20日,姫路
  • [図書] Intermolecular Interactions in Crystals: Fundamentals of Crystal Engineering, Edited by Juan J. Novoa2018

    • 著者名/発表者名
      Osamu Takahashi, Motohiro Nishio
    • 総ページ数
      26
    • 出版者
      Royal Society of Chemistry
    • ISBN
      9781782621737

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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