界面選択的超高速二次元分光の開発と水の界面構造の解明

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22655009
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 田原 太平 独立行政法人理化学研究所, 田原分子分光研究室, 主任研究員 (60217164)
• 連携研究者: 二本柳 聡史 独立行政法人理化学研究所, 田原分子分光研究室, 基幹研究所研究員 (30443972)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• キーワード: 非線形分光 / 時間分解分光 / 振動分光 / 界面 / 水 / 超高速ダイナミクス

研究概要

界面選択的超高速二次元分光の開発を目指して、独自に開発したマルチプレックス・ヘテロダイン検出振動和周波(HD-VSFG)分光法を時間分解測定へと拡張した。この測定では、ポンプ赤外光.ω_<pump>を照射して分子の振動励起を行い、適当な遅延時間ののちにHD-VSFG測定を行うことで、界面分子の振動緩和ダイナミクスを二次の非線形感受率(χ^<(2)>)の虚部スペクトルの時間変化として追跡する。開発した時間分解ヘテロダイン検出振動和周波発生(TR-HD-VSFG)分光を帯電した水界面に適用し、世界で初めて液体界面のフェムト秒時間分解振動χ^<(2)>スペクトル測定に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Ultrafast vibrational dynamics of a charged aqueous interfaces by time-resolved heterodyne-detection of sum-frequency generation
  • 著者名/発表者名: S. Nihonyanagi, P. C. Singh, S. Yamaguchi, T. Tahara
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn 巻: (in press)
• [学会発表] Effect of salt on vibrational dynamics of interfacial water at a charged interface : A femtosecond time-resolved HD-VSFG study (2012)
  • 著者名/発表者名: P. C. Singh、二本柳聡史、山口祥一、田原太平
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス・矢上キャンパス(横浜市)
  • 年月日: 20120325-28
• [学会発表] 時間分解ヘテロダイン検出和周波発生分光法による界面水分子のホールバーニングダイナミクス (2012)
  • 著者名/発表者名: 二本柳聡史、P. C. Singh、山口祥一、田原太平
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス・矢上キャンパス(横浜市)
  • 年月日: 20120325-28
• [学会発表] Structure and dynamics of water interfaces studied by heterodyne-detected sum-frequency generation (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Tahara
  • 学会等名: 11^<th> Trombay symposium on Radiation and Photochemistry(TSRP-2012)
  • 発表場所: Mumbai, India
  • 年月日: 20120104-07
• [学会発表] Water interfaces studied by steady-state and time-resolved heterodyne-detected vibrational sum-frequency generation (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Tahara
  • 学会等名: The Federation of Analytical Chemistry and Spectroscopy Societies conference(FACSS 2011)
  • 発表場所: Reno, USA
  • 年月日: 20111002-07
• [学会発表] フェムト秒時間分解ヘテロダイン検出振動和周波発生(TR-HD-VSFG)分光法による界面水分子のホールバーニング観測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 二本柳聡史、P. C. Singh、山口祥一、田原太平
  • 学会等名: 第5回分子科学討論会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(札幌市)
  • 年月日: 20110920-23
• [学会発表] Time Resolved Hetrodyne-Detected Vibrational Study(TR-HD-VSFG) ofInterfacial Water Molecules (2011)
  • 著者名/発表者名: P. C. Singh、二本柳聡史、山口祥一、田原太平
  • 学会等名: 第5回分子科学討論会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(札幌市)
  • 年月日: 20110920-23
• [学会発表] A New door to interfaces : Heterodyne-detected sum-frequency generation and its extension to femtosecond time-resolved measurements (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Tahara
  • 学会等名: Korea Japan Symposium on Molecular Science "New Visions for Spectroscopy & Computation : Temporal and Spatial Adventures of Molecular Science"
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 20110705-08
• [学会発表] Heterodyne-Detected Vibrational Sum-Frequency Generation and Its Extension to Time-Resolved Measurements (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Nihonyanagi, P. C. Singh, S. Yamaguchi, T. Tahara
  • 学会等名: The 15^<th> International Conference on Time-Resolved Vibrational Spectroscopy
  • 発表場所: Ascona, Switzerland
  • 年月日: 20110619-24
• [備考]
  • URL: http://www.riken.jp/lab-www/spectroscopy/index.html