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2018 年度 実施状況報告書

生体試料をターゲットとした真空紫外レーザーによる時間分解光電子分光法の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 16K17528
研究機関京都大学

研究代表者

足立 俊輔  京都大学, 理学研究科, 准教授 (90431874)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード超高速分光
研究実績の概要

真空紫外レーザーを用いた時間分解光電子分光により、ベンゼン及びそのメチル誘導体(トルエン、o-キシレン)の超高速無輻射緩和過程の解明を行った。S2電子状態を光励起した後の反応ダイナミクスに関して、先行研究のab initioダイナミクス計算で予測された高速・低速の二通りの経路により反応が進行すること、予測された反応時間が正しいことが実験的に確認された。また、メチル化によりS1ポテンシャル曲面上の波束運動に要する時間が延びたことから、S2/S1、S1/S0の二つの円錐交差の間の幾何的相違がメチル化により大きくなったと考えられる。
本研究を進める中で、微小流体工学を駆使して厚さ約1umの液体薄膜(フラットマイクロジェット)を生成し、水の窓軟X線による液相の過渡吸収測定を実現させるという着想を得た。同測定の実現に向けて、水の窓軟X線発生に用いる高強度近赤外光パルスの発生を目的とした装置開発を行った。チタンサファイアレーザーの基本波をポンプ光、同基本波の一部を用いて発生させたスーパーコンティニュームのパルス内差周波発生により得られる1.6umの赤外光をシード光とする光パラメトリック増幅により、~1mJの高強度近赤外光パルスを得ることができた。同光パルスを希ガス原子に集光することで、酸素原子のK吸収端を超えて水の窓領域全体をカバーする軟X線が得られる見込みである。また、フラットマイクロジェットの作製および大気中での動作確認を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

前述のベンゼン及びそのメチル誘導体の例に加えて、ピロール、二硫化炭素についても反応ダイナミクスの解明につながる実験結果が得られた。また、新たな着想に基づいて、水の窓軟X線発生に用いる高強度近赤外光パルスの発生を目的とした装置開発を行った。以上のことから、予想以上の進展があったと考える。

今後の研究の推進方策

事業期間を延長し、本研究の成果をより広く発表する。
・学会参加
・論文投稿

次年度使用額が生じた理由

事業期間を延長し、本研究の成果をより広く発表する。
・学会参加
・論文投稿

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ヴュルツブルク大学(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      ヴュルツブルク大学
  • [国際共同研究] チューリッヒ工科大学(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      チューリッヒ工科大学
  • [雑誌論文] Probing ultrafast dynamics during and after passing through conical intersections2019

    • 著者名/発表者名
      Adachi Shunsuke、Schatteburg Tom、Humeniuk Alexander、Mitri? Roland、Suzuki Toshinori
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1039/C8CP04426K

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Probing ultrafast spin-relaxation and precession dynamics in a cuprate Mott insulator with seven-femtosecond optical pulses2018

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto T.、Matsui Y.、Terashige T.、Morimoto T.、Sono N.、Yada H.、Ishihara S.、Watanabe Y.、Adachi S.、Ito T.、Oka K.、Sawa A.、Okamoto H.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 ページ: 3948

    • DOI

      10.1038/s41467-018-06312-z

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] UV-Driven Harmonic Generation for Time-Resolved Photoelectron Spectroscopy of Polyatomic Molecules2018

    • 著者名/発表者名
      Adachi Shunsuke、Suzuki Toshinori
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 8 ページ: 1784~1784

    • DOI

      10.3390/app8101784

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ベンゼンの励起状態ダイナミクス:メチル基付与の影響2019

    • 著者名/発表者名
      足立 俊輔, 鈴木 拓弥, 工藤 章太郎, 鈴木 俊法
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] Probing ultrafast dynamics during and after passing through conical intersections2019

    • 著者名/発表者名
      S. Adachi
    • 学会等名
      International Symposium on Molecular Science, the 99th CSJ Annual Meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Probing conical intersection dynamics of furan by VUV time-resolved photoelectron spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      S. Adachi, T. Schatteburg, A. Humeniuk, R. Mitric, T. Suzuki
    • 学会等名
      34th Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
    • 国際学会
  • [学会発表] Probing Conical Intersection Dynamics Facilitating Photostability and Photodamage in Heterocyclic Molecule2018

    • 著者名/発表者名
      S. Adachi, T. Schatteburg, T. Suzuki
    • 学会等名
      XXI International Conference on Ultrafast Phenomena
    • 国際学会
  • [学会発表] 円錐交差の通過中および通過後の反応ダイナミクスを探る2018

    • 著者名/発表者名
      足立俊輔,Tom Schatteburg,Alexander Humeniuk,Roland Mitric,鈴木俊法
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会
  • [学会発表] 円錐交差通過後の反応ダイナミクスを探る:ベンゼンの反応分岐2018

    • 著者名/発表者名
      足立 俊輔, 鈴木 拓弥, 鈴木 俊法
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] 円錐交差の通過中および通過後の反応ダイナミクスを探る2018

    • 著者名/発表者名
      足立 俊輔
    • 学会等名
      原子衝突学会第43回年会
    • 招待講演
  • [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

    • URL

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

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公開日: 2019-12-27  

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