超高速電子線回折法を用いた「水」の相転移構造ダイナミクスの直接観察

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K17893
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅰ; 生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 羽田 真毅 岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (70636365)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 構造ダイナミクス / 超高速現象 / 計測技術

研究成果の概要

申請者は、フェムト秒時間分解電子線回折装置中で氷薄膜を作製するシステムを開発し、アモルファス状態の氷薄膜の紫外光の照射下における構造ダイナミクス計測を実施した。水分子は光照射によって第一近接の水分子の距離を変化させることなく、第二近接の水分子が動くような振る舞いを生じる。この結果は、計算科学で示された結果と良い一致を見せており、本研究は実験的にアモルファス状態の水分子の構造ダイナミクスを見た初めての例となった。

自由記述の分野

光物性

研究成果の学術的意義や社会的意義

「水」は、物質の中でも最も身近であり、軽元素から成り立ち、その分子運動が極めて速いため、最もその構造ダイナミクスを観測することが困難であると考えられている。申請者は、「水」の光照射下での構造ダイナミクスを観測・解析する装置・技術を開発し、これまで計算的手法でしか明らかにされてこなかった水の紫外線照射下における分子運動を観測することに成功した。本研究成果は、米国化学会より発行されている学術誌（Journal of Physical Chemistry A 122, 9579 (2018).）に掲載された。