| 研究課題/領域番号 |
19H00887
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
菱川 明栄 名古屋大学, 物質科学国際研究センター, 教授 (50262100)
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| 研究分担者 |
森下 亨 電気通信大学, 量子科学研究センター, 教授 (20313405)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | レーザートンネルイオン化 / 強レーザー場 / 電子ーイオンコインシデンス計測 / 分子軌道 / 電子ダイナミクス |
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| 研究実績の概要 |
化学反応や分子機能を司る電子のダイナミクスを複雑な解析を経ることなく可視化することを目的として，強レーザー場における「トンネルイオン化」を利用した新規手法の開拓を行った。
特に，昨年度に引き続き円偏光レーザー場における水素分子からのトンネル電子の運動量分布を3次元計測し，分子座標系で異なる方向のトンネ ルイオン化レートとTMD計測を行った。新たに導入した高繰返しレーザー装置を用いてレーザー場パラメータを系統的に変化させた実験をすすめ ，トンネルイオン化レートおよびTMDと最高被占有分子軌道(HOMO)の運動量空間波動関数との対応を調べた。理論計算をリファレンスとして，非断熱効果，同位体効果について定量的な検証を行った。
また昨年度着手した他の2原子分子についての実験も継続し，特にπ対称性HOMOをもつNOやO2分子について，レーザー波長 依存性に留意して節構造や波動関数の非対称性がイオン化レートやTMDから読み取れるかについて詳細な検討を進めた。本研究で用いる電子―イオンコインシデンス法による分子座標系光電子分布の計測には，解離過程が分子回転に比べて十分速やかに起こる「反跳条件」が満たされている必要がある。適切な解離過程が存在しない場合において，別のレーザーパルスを用いて解離過程を誘起する方法について検討を進め，予備的な結果を得た。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
円偏光レーザー場における水素分子からのトンネル電子の運動量分布を高い繰り返し周波数(>20 kHz)で3次元計測し，水素分子からのトンネル電子の垂直運動量分布および分子座標系光電子角度分布にもとづいてその特徴を明らかにできた。また，他の2原子分子についての研究も進め，トンネルイオン化と分子解離を分離した計測法の開拓に着手するなど，実施計画に沿った形で研究を進めることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き円偏光レーザー場における分子からのトンネル電子の運動量分布を3次元計測し，分子座標系でトンネルイオン化レートとTMD計測を行う。新たに導入した高繰返しレーザー装置を用いてレーザー場パラメータを系統的に変化させた実験を行い，トンネルイオン化レートおよびTMDと最高被占有分子軌道の運動量空間波動関数との対応を調べる。理論計算をリファレンスとして，レーザー場による軌道の歪みや多電子効果，非断熱効果，核運動効果について調べる。
本研究で用いる電子―イオンコインシデンス法による分子座標系光電子分布の計測には，解離過程が分子回転に比べて十分速やかに起こる「反跳条件」が満たされている必要がある。本年度着手したイオン化レーザーパルスと分子解離パルスを分離する手法について詳細な検討を進め，多原子分子への応用に取り組む。
本研究での成果を踏まえて，レーザートンネルイオン化過程の物理機構についてまとめ，様々な分子系に適用可能な「電子ダイナミクス可視化法」の構築に向けた課題を整理する。
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