超高速気体電子回折法および気体Ｘ線回折法による分子構造の決定

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24245003
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 山内 薫 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (40182597)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 分子構造

研究実績の概要

１．TOF型レーザーアシステッド電子回折装置を用いてXe原子を試料とした弾性散乱信号の観測に成功した。散乱電子のエネルギー幅の入射電子線強度依存性を測定し、約0.3 eVのエネルギー分解能が達成されていることが確認された。散乱電子の信号強度から、本装置の信号検出効率は従来の装置から40倍程度向上したことが確認された。また、レーザーアシステッド電子衝撃イオン化観測装置を用いて、超短パルス電子線の生成に成功した。

２．平成２５年度のX線回折計測実験によって明らかとなった、試料以外に起因する散乱X線を減少させるために開発したビームストッパーの性能評価を行った。SPring-8の放射光を用いて、気相試料以外に起因する散乱X線の信号を計測したところ、平成25年度と比較して２桁以上の信号強度の改善が観測された。そこで気相四塩化炭素の散乱X線信号の検出を試み、塩素―塩素に起因する干渉成分の観測に成功した。

３．前年度に同定した、拡張された時間依存多配置波動関数理論における核波動関数の運動方程式に現れるポテンシャル関数を1次元水素分子モデルの基底状態波動関数を使って計算した。計算されたポテンシャル曲線は、核波束の重心位置付近における分子の全エネルギー近傍に位置する断熱ポテンシャルを良く再現していることが分かった。したがって、時間に依存した分子波動関数を使ったポテンシャルエネルギーの計算を行うことによって、核波束の確率振幅の大きな核間距離、分子の全エネルギー近傍における時間に依存したポテンシャルエネルギー、光の場の中での分子の電子遷移エネルギーを定量化できることが期待される。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Wave packet bifurcation in ultrafast hydrogen migration in CH3OH+ by pump-probe coincidence momentum imaging with few-cycle laser pulses (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Ando, A. Shimamoto, S. Miura, K. Nakai, H. Xu, A. Iwasaki, K. Yamanouchi
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 巻: 624 ページ: 78-82
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2015.02.017
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 超高速レーザーアシステッド電子回折 (2015)
  • 著者名/発表者名: 歸家令果，山内 薫
  • 雑誌名: レーザー研究 巻: 43 ページ: 159-163
  • 査読あり
• [雑誌論文] Laser-assisted electron diffraction for probing femtosecond nuclear dynamics of gas phase molecules (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuya Morimoto, Reika Kanya, Kaoru Yamanouchi
  • 雑誌名: Ultrafast Phenomena XIX, Springer Proceedings in Physics 巻: 162 ページ: 188-191
  • DOI: 10.1007/978-3-319-13242-6_45
• [雑誌論文] Femtosecond laser filamentation for sensing combustion intermediates: A comparative study (2014)
  • 著者名/発表者名: He-Long Li, X-Ye Wei, Huai-Liang Xu, See-Leang Chin, Kaoru Yamanouchi, Hong-Bo Sun
  • 雑誌名: Sensors and Actuators B 巻: 203 ページ: 887-890
  • DOI: 10.1016/j.snb.2014.06.086
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nonlinear Fourier transformation spectroscopy of small molecules with intense attosecond pulse train (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Okino, Y. Furukawa, T. Shimizu, Y. Nabekawa, K. Yamanouchi, K. Midorikawa
  • 雑誌名: Journal of Physics B: Atomic Molecular and Optical Physics 巻: 47 ページ: 1-23
  • DOI: 10.1088/0953-4075/47/12/124007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective control over fragmentation reactions in polyatomic molecules using impulsive laser alignment (2014)
  • 著者名/発表者名: X. Xie, K. Doblhoff-Dier, H. Xu, S. Roither, M. Schoffler, D. Kartashov, S. Erattupzha, T. Rathje, G. Paulus, K. Yamanouchi, A. Baltuska, S. Graefe, M. Kitzler
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 112 ページ: 163003-1-5
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.112.163003
  • 査読あり
• [学会発表] Laser-assisted electron scattering by light-dressed Xe atoms in a femtosecond intense laser field (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuya Morimoto, Reika Kanya, Kaoru Yamanouchi
  • 学会等名: The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, USA
  • 年月日: 2015-12-15 – 2015-12-20
  • 招待講演
• [学会発表] Laser-assisted electron scattering and diffraction in femtosecond intense laser fields (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuya Morimoto, Reika Kanya, Kaoru Yamanouchi
  • 学会等名: 11th Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim
  • 発表場所: BEXCO, Busan, Korea
  • 年月日: 2015-08-24 – 2015-08-28
  • 招待講演
• [学会発表] Ultrafast processes of molecules induced by intense laser fields (2015)
  • 著者名/発表者名: Kaoru Yamanouchi
  • 学会等名: 24th Annual International Laser Physics Workshop
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2015-08-21 – 2015-08-25
  • 招待講演
• [学会発表] Ultrafast imaging of molecular deformation induced by intense laser fields (2015)
  • 著者名/発表者名: Kaoru Yamanouchi
  • 学会等名: 31st Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
  • 発表場所: Sapporo, Hokkaido, Japan
  • 年月日: 2015-06-03 – 2015-06-05
  • 招待講演
• [学会発表] Laser-assisted electron scattering by light-dressed Xe atoms (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuya Morimoto, Reika Kanya, Kaoru Yamanouchi
  • 学会等名: 31st Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
  • 発表場所: Sapporo, Hokkaido, Japan
  • 年月日: 2015-06-03 – 2015-06-05
• [学会発表] Development of an apparatus for angular-and-time resolved femtosecond laser-assisted electron scattering (2015)
  • 著者名/発表者名: Kakuta Ishida, Reika Kanya, Kaoru Yamanouchi
  • 学会等名: 31st Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
  • 発表場所: Sapporo, Hokkaido, Japan
  • 年月日: 2015-06-03 – 2015-06-05
• [学会発表] Dynamical Structural Studies on Ultrafast Processes of Molecules (2015)
  • 著者名/発表者名: Kaoru Yamanouchi
  • 学会等名: 日本化学会弟９５春季年会
  • 発表場所: 日本大学船橋キャンパス・千葉県
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
  • 招待講演
• [学会発表] Pump-probe coincidence momentum imaging of ultrafast hydrogen migration in methanol induced by few-cycle intense laser pulses (2015)
  • 著者名/発表者名: Toshiaki Ando, Akihiro Shimamoto, Shun Miura, Katsunori Nakai, Atsushi Iwasaki, Kaoru Yamanouchi, Huailiang Xu
  • 学会等名: 日本化学会弟９５春季年会
  • 発表場所: 日本大学船橋キャンパス・千葉県
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] 拡張されたMCTDHF法における1次元水素分子の実効的断熱ポテンシャル (2015)
  • 著者名/発表者名: 加藤 毅，井手善広，山内 薫
  • 学会等名: 日本化学会弟９５春季年会
  • 発表場所: 日本大学船橋キャンパス・千葉県
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] トンネルイオン化光電子の角度分布による円偏光数サイクルレーザーパルス絶対CEPの決定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 深堀信一，安藤俊明，三浦 瞬，歸家令果，山内 薫，Tim Rathje，Gerhard G. Paulus
  • 学会等名: 日本化学会弟９５春季年会
  • 発表場所: 日本大学船橋キャンパス・千葉県
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] Development of an angular-resolved time-of-flight type femtosecond laser-assisted electron scattering apparatus (2015)
  • 著者名/発表者名: Kakuta Ishida, Reika Kanya, Kaoru Yamanouchi
  • 学会等名: 日本化学会弟９５春季年会
  • 発表場所: 日本大学船橋キャンパス・千葉県
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] Molecular wave function and effective adiabatic potentials calculated by extended multi-configuration time-dependent Hartree-Fock method (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Kato, Y. Ide, K. Yamanouchi
  • 学会等名: International Conference of Computational Methods in Sciences and Engineering (ICCMSE 2015)
  • 発表場所: Metropolitan Hotel, Athens, Greece
  • 年月日: 2015-03-20 – 2015-03-23
• [学会発表] Ultrafast structural deformation of molecules by coincidence momentum imaging and laser assisted electron diffraction (2014)
  • 著者名/発表者名: Kaoru Yamanouchi
  • 学会等名: The 13th International Conference on Multiphoton Processes (ICOMP13)
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2014-12-07 – 2014-12-10
  • 招待講演
• [学会発表] Determination of instantaneous geometrical structure of small molecules by laser assisted electron diffraction and coincidence momentum imaging (2014)
  • 著者名/発表者名: Kaoru Yamanouchi
  • 学会等名: The 8th Asian Symposium on Ultrafast Intense Laser Science (ASILS8)
  • 発表場所: Institute of Atomic and Molecular Sciences, Academia Sinica, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-28
  • 招待講演
• [学会発表] 数サイクル強レーザーパルスによるメタノール分子からのH3+放出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安藤俊明，三浦 瞬，岩崎純史，山内 薫
  • 学会等名: 第８回分子科学討論会
  • 発表場所: 広島大学・広島県
  • 年月日: 2014-09-21 – 2014-09-24
• [学会発表] レーザーアシステッド電子散乱による強レーザー場中Xe原子内電荷分布の超高速応答 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森本 裕也，歸家 令果，山内 薫
  • 学会等名: 第８回分子科学討論会
  • 発表場所: 広島大学・広島県
  • 年月日: 2014-09-21 – 2014-09-24
• [学会発表] Ultrafast structural deformation of molecules by coincidence momentum imaging and laser assisted electron diffraction (2014)
  • 著者名/発表者名: Kaoru Yamanouchi
  • 学会等名: The 8th International Conference on Photonics and Applications
  • 発表場所: Da Nang, Vietnam
  • 年月日: 2014-08-12 – 2014-08-16
  • 招待講演
• [学会発表] Natural orbitals and potential curves within the framework of extended multi-confi guration time-dependent Hartree-Fock method (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Ide, Tsuyoshi Kato, Kaoru Yamanouchi
  • 学会等名: 19th International Conference on Ultrafast Phenomena
  • 発表場所: Okinawa Convention Center, Okinawa, Japan
  • 年月日: 2014-07-07 – 2014-07-11
• [学会発表] Decomposition of cyclohexane ion induced by intense femtosecond laser fields (2014)
  • 著者名/発表者名: Takao Yamazaki, Reika Kanya, Kaoru Yamanouchi
  • 学会等名: 19th International Conference on Ultrafast Phenomena
  • 発表場所: Okinawa Convention Center, Okinawa, Japan
  • 年月日: 2014-07-07 – 2014-07-11
• [学会発表] Real-time probing of ultrafast hydrogen migration in methanol by near-IR few-cycle laser pulses (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshiaki Ando, Akihiro Shimamoto, Shun Miura, Katsunori Nakai, Huailiang Xu, Atsushi Iwasaki, Kaoru Yamanouchi
  • 学会等名: 19th International Conference on Ultrafast Phenomena
  • 発表場所: Okinawa Convention Center, Okinawa, Japan
  • 年月日: 2014-07-07 – 2014-07-11
• [学会発表] Improvement for HHG-seeded EUV free electron laser with timing measurement system by EO sampling (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Ogawa, T. Sato, S. Owada, S. Matsubara, Y. Okayasu, T. Togashi, T. Watanabe, E. J. Takahashi, K. Midorikawa, M. Aoyama, K. Yamakawa, A. Iwasaki, K. Yamanouchi, T. Oshima, Y. Otake, T. Hara, T. Tanaka, H. Tanaka, H. Tomizawa, M. Yabashi, T. Ishikawa
  • 学会等名: 19th International Conference on Ultrafast Phenomena
  • 発表場所: Okinawa Convention Center, Okinawa, Japan
  • 年月日: 2014-07-07 – 2014-07-11
• [学会発表] Observation of mutiphoton absorptions in laser-assisted electron scattering in a femtosecond intense laser field (2014)
  • 著者名/発表者名: Kakuta Ishida, Yuya Morimoto, Reika Kanya, Kaoru Yamanouchi
  • 学会等名: 19th International Conference on Ultrafast Phenomena
  • 発表場所: Okinawa Convention Center, Okinawa, Japan
  • 年月日: 2014-07-07 – 2014-07-11
• [学会発表] Laser-assisted electron diffraction for probing femtosecond nuclear dynamics of gas-phase molecules (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuya Morimoto, Reika Kanya, Kaoru Yamanouchi
  • 学会等名: 19th International Conference on Ultrafast Phenomena
  • 発表場所: Okinawa Convention Center, Okinawa, Japan
  • 年月日: 2014-07-07 – 2014-07-11
• [学会発表] 高強度フェムト秒レーザーによる高次非線形レーザーアシステッド電子散乱過程の観測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石田角太, 森本裕也, 歸家令果, 山内 薫
  • 学会等名: 第１１回ＡＭＯ討論会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス 豊中市，大阪府)
  • 年月日: 2014-06-06 – 2014-06-07
• [学会発表] Laser -assisted electron diffraction for femtosecond molecular imaging (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuya Morimoto, Reika Kanya, Kaoru Yamanouchi
  • 学会等名: 超高速分光の最前線 (The Forefront of Ultrafast Spectroscopy)
  • 発表場所: 理化学研究所 和光キャンパス・埼玉県
  • 年月日: 2014-05-27 – 2014-05-27
• [学会発表] Observation of mutiphoton absorptions in laser-assisted electron scattering induced by a near-infrared femtosecond intense laser field (2014)
  • 著者名/発表者名: Kakuta Ishida, Yuya Morimoto, Reika Kanya, Kaoru Yamanouchi
  • 学会等名: The 5th Shanghai-Tokyo Advanced Research Symposium on Ultrafast Intense Laser Science (STAR5)
  • 発表場所: Seagaia Convention Center, Miyazaki, Japan
  • 年月日: 2014-05-21 – 2014-05-24
• [学会発表] Ultrafast molecular imaging by laser-assisted electron scattering (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuya Morimoto, Reika Kanya, Kaoru Yamanouchi
  • 学会等名: The 5th Shanghai-Tokyo Advanced Research Symposium on Ultrafast Intense Laser Science (STAR5)
  • 発表場所: Seagaia Convention Center, Miyazaki, Japan
  • 年月日: 2014-05-21 – 2014-05-24
  • 招待講演
• [学会発表] Ultrafast probing of molecules by pump-probe coincidence momentum imaging and laser assisted electron diffraction (2014)
  • 著者名/発表者名: Kaoru Yamanouchi
  • 学会等名: The 3rd Advanced Lasers and Photon Sources Conference (ALPS’14)
  • 発表場所: Pacifico Yokohama, Yokohama, Japan
  • 年月日: 2014-04-22 – 2014-04-24
  • 招待講演
• [図書] CSJカレントレビュー 18 強光子場の科学 (2015)
  • 著者名/発表者名: 栗原和枝，河野裕彦，福村裕史，山内 薫 編
  • 総ページ数: 188 (1-28, 65-70, 98-102)
  • 出版者: 化学同人
• [図書] Progress in Ultrafast Intense Laser Science XI (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Yamanouchi, C. H. Nam, P. Martin, editors
  • 総ページ数: 238
  • 出版者: Springer International Publishing