分子振動運動の精密実空間イメージング

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20K15235
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 星野 翔麻 東京理科大学, 理学部第一部化学科, 助教 (20783616)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: イオンイメージング / 化学反応動力学 / 光解離反応 / 励起状態素過程

研究実績の概要

前年度に構築した量子状態選別散乱イメージングシステムを利用して、いくつかの分子系に関して、紫外光誘起解離反応に関して調査を行った。具体的な対象としては、臭素分子（Bｒ２）およびジメチルスルホキシド分子（ＤＭＳＯ）である。
臭素分子に関しては、紫外レーザーの二光子吸収により、高Ｒｙｄｂｅｒｇ状態を選択的に励起し、それら状態における前期解離ダイナミクスを調査した。解離フラグメントBｒ＋の運動エネルギー分布の解析および散乱分布の異方性の解析から、高Ｒｙｄｂｅｒｇ状態に励起された臭素分子は核間距離の長い領域に存在するイオン対状態を経由し、さらに内核励起Ｒｙｄｂｅｒｇ状態に移り変わりつつ結合が解離するという反応メカニズムが考えられた。現在この成果を投稿論文として投稿中である。
ジメチルスルホキシド分子に関しては、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーの第５次高調波（２１３ｎm）照射によって起きる光解離反応を調査した。生成するC H３ラジカルを共鳴多光子イオン化法によってイオン化し、その散乱分布イメージを取得した。広い範囲にわたるブロードな運動エネルギー分布が得られたことより、様々な過程が競合していることが明らかになった。今後は、フラグメント分子の振動・回転分布の決定、振動励起したフラグメント分子の散乱イメージの取得や、量子化学計算を行い、ジメチルスルホキシド分子の深紫外光誘起解離ダイナミクスの全貌を明らかにしていく。

研究成果

• [国際共同研究] ITMO大学(ロシア連邦)
  • 国名: ロシア連邦
  • 外国機関名: ITMO大学
• [雑誌論文] Electronic transition dipole moment function of the f' 0+ (1D2) - X1Σ+ transition of ICl (2022)
  • 著者名/発表者名: Hoshino Shoma, Alekseev Vadim A., Ishii Kento, Tsukiyama Koichi
  • 雑誌名: Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer 巻: 277 ページ: 107992～107992
  • DOI: 10.1016/j.jqsrt.2021.107992
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Energy Transfer in the 2u (1D2) Ion-Pair State of I2 by Inelastic Collisions with Noble Gas Atoms (2022)
  • 著者名/発表者名: Hoshino Shoma, Yamamoto Oji, Tsukiyama Koichi
  • 雑誌名: ACS Omega 巻: 7 ページ: 3605～3612
  • DOI: 10.1021/acsomega.1c06185
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Gas-phase CH-Overtone band spectra of methyl acetate and ethyl acetate via incoherent broad-band cavity-enhanced absorption spectroscopy (2022)
  • 著者名/発表者名: Araki Mitsunori, Sato Takeru, Oyama Takahiro, Hoshino Shoma, Tsukiyama Koichi
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 巻: 796 ページ: 139568～139568
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2022.139568
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radiative lifetimes and self-quenching rate constants of the ion-pair states of halogen molecules (2021)
  • 著者名/発表者名: Hoshino Shoma, Yamamoto Oji, Abe Rin, Nishimichi Daichi, Nakano Yukio, Ishiwata Takashi, Tsukiyama Koichi
  • 雑誌名: Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer 巻: 271 ページ: 107722～107722
  • DOI: 10.1016/j.jqsrt.2021.107722
  • 査読あり
• [雑誌論文] Laser induced amplified spontaneous emission between the ion-pair states of Cl2 (2021)
  • 著者名/発表者名: Hoshino Shoma, Yamamoto Oji, Tsukiyama Koichi
  • 雑誌名: Journal of Molecular Spectroscopy 巻: 380 ページ: 111513～111513
  • DOI: 10.1016/j.jms.2021.111513
  • 査読あり
• [学会発表] イオンイメージング法による臭素分子のRydberg状態における光解離ダイナミックスの解明 (2021)
  • 著者名/発表者名: 石井 健斗, 星野 翔麻, 築山 光一
  • 学会等名: 第15回分子科学討論会
• [学会発表] キャビティー増幅吸収分光装置の開発と近赤外領域での伸縮振動高次倍音の検出 (2021)
  • 著者名/発表者名: 佐藤 武, 福田 生鵬, 荒木 光典, 小山 貴裕, 星野 翔麻, 築山 光一
  • 学会等名: 第15回分子科学討論会
• [学会発表] 塩素分子のF 0u+ (3P0) - E 0g+ (3P2)イオン対状態間のレーザー誘起自然放射増幅過程 (2021)
  • 著者名/発表者名: 山本 桜路, 星野 翔麻, 築山 光一
  • 学会等名: 第15回分子科学討論会
• [学会発表] 一塩化ヨウ素分子の H′ 1 (1D2)イオン対 状態の高分解能レーザー分光 (2021)
  • 著者名/発表者名: 山本 桜路, 星野 翔麻, 築山 光一
  • 学会等名: 2021年度日本分光学会年次講演会
• [学会発表] Amplified spontaneous emission from the F 0u+ (3P0) ion-pair state of Cl2 (2021)
  • 著者名/発表者名: Oji Yamamoto, Shoma Hoshino, and Koichi Tsukiyama
  • 学会等名: The 36th Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
  • 国際学会
• [学会発表] Development of Cavity Enhanced Absorption Spectrometer Aiming to Measure Optical Sbsorption Bands of Interstellar Molecules (2021)
  • 著者名/発表者名: Izuru Fukuda, Mitsunori Araki, Takeru Sato, Takahiro Oyama, Shoma Hoshino, and Koichi Tsukiyama
  • 学会等名: Workshop on Interstellar Matter 2021
  • 国際学会
• [図書] 紫外可視・蛍光分光法 (2021)
  • 著者名/発表者名: 築山 光一、星野 翔麻
  • 総ページ数: 336
  • 出版者: 講談社
  • ISBN: 978-4-06-523805-9
• [備考] 東京理科大学 築山研究室ホームページ
  • URL: https://www.rs.kagu.tus.ac.jp/tsukilab/