波長可変円偏光数サイクルパルスを用いた分子内超高速電荷・水素移動過程の解明

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20H02660
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分30020:光工学および光量子科学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 沖野 友哉 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 研究員 (40431895)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 電荷マイグレーション / 水素マイグレーション / 数サイクルパルス / 円偏光 / 数サイクルパルス

研究成果の概要

円偏光数サイクルパルスを用いた多原子分子の分子内電荷移動過程を実時間追跡するための円偏光数サイクルパルスの発生と各フラグメントイオンの3次元運動量画像を同時に観測することが可能なフラグメント分解3次元運動量画像法の開発を行った。
偏光-時間写像法と輝点強度と波形ピーク強度の相関関係の併用で、1 nsの時間分解能で荷電粒子の検出器到達時間を復元することが可能となった。

自由記述の分野

物理化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題で開発したフラグメント分解3次元運動量画像法は、超高速過程をポンプ・プローブ計測を実施するに必要な光源の条件を大幅に緩和することができる。同時に全イオン種の3次元運動量画像が観測できることから、同一の実験条件で全フラグメントイオンの運動量画像を計測することができる。特に、分子サイズが大きくなり、解離過程の数が増加した場合および、ポンプ・プローブ計測において非線形フーリエ分光のため、ポンプ・プローブ遅延時間を細かく計測する必要がある場合には、本開発手法は極めて有効である。