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2015 年度 実績報告書

スペクトル干渉電子ホログラフィー法による分子内電荷分布の超高速ダイナミクス追跡

研究課題

研究課題/領域番号 26288004
研究機関東京大学

研究代表者

歸家 令果  東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (10401168)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード反応動力学 / アト秒科学
研究実績の概要

(1)高感度レーザーアシステッド電子散乱観測装置の開発
角度分解飛行時間型電子分析器を用いることによって、検出効率が大幅に向上したレーザーアシステッド電子散乱観測装置を開発した。キセノン原子を試料とした弾性電子散乱観測実験によって、本装置の検出効率が従来の装置の50倍程度であることが確認された。この検出効率は設計時の予測値と一致しており、本装置が想定通りの性能を満たしていることが確認された。
(2)角度分解飛行時間型電子分析器のエネルギー分解能の向上
電子軌道の数値シミュレーションを行い、高いエネルギー分解能を達成するための諸条件を精査した結果、既設の角度分解飛行時間型電子分析器でも十分高いエネルギー分解能が得られる可能性があることが判明した。ヘリウム原子を試料として非弾性電子散乱実験を行った結果、少なくとも70 meVのエネルギー分解能が達成されていることが分かった。この成果は、本研究の目的を達成するために電子分析器の大幅な改修が必要ではないことを示す大きな進展である。さらに、この成果はフェムト秒レーザーパルスによるレーザーアシステッド非弾性電子散乱過程の観測も実現可能であることを示しており、今後の新たな研究展開へとつながると考えられる。
(3)高速パルスバルブの開発
ピエゾスタック型モジュールを用いた高速ピエゾバルブを設計・試作した。試作したパルスバルブの動作確認実験を繰り返し行ったところ、バルブの長期安定性には改善が必要であるものの、10 μs程度の極めて短い開口時間を繰り返し周波数5 kHzで達成することが可能であることが示された。

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

既設の角度分解飛行時間型電子分析器を用いても100 meVを切るエネルギー分解能が得られたことは、本研究計画を遂行する上で極めて大きな進展である。今後、電子銃の光電陰極の膜厚を変化させることによって、電子線パルスの更なる単色化が実現されれば、当初計画を上回る成果も期待できると考えられる。

今後の研究の推進方策

平成28年度は、電子線パルスの更なる単色化を進めるとともに、中空ファイバー圧縮法を用いた数サイクルレーザーパルス発生装置を開発し、パルス幅10 fsを切る数サイクルレーザーパルスを発生させる。生成した数サイクスレーザーパルスを用いてレーザーアシステッド弾性電子散乱過程を誘起し、散乱電子信号を高いエネルギー分解能で測定する。数サイクスレーザーパルスの電場波形と散乱電子のエネルギー角度分布の関係を詳細に解析し、レーザーパルスの時間コヒーレンスが散乱電子に転写されることを示す。

次年度使用額が生じた理由

当初の計画では、電子銃の光電陰極面を製作するために、真空蒸着装置や膜厚計を開発する予定であった。しかし、膜厚を指定した陰極面の製作を外注した方が安価で、信頼性が高いことが判明し、真空蒸着装置や膜厚計の開発を取りやめ、陰極面の製作を外注することとなった。そのため、今年度は当初の予定よりも使用金額が少なくなった。

次年度使用額の使用計画

平成28年度の研究費は、主に物品費として数サイクルレーザーパルス発生装置の開発や光学部品等の購入に使用する予定である。また、学会発表のための参加登録費や旅費としても使用する予定である。

  • 研究成果

    (28件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 16件、 招待講演 7件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Lomonosov Moscow State University(ロシア連邦)

    • 国名
      ロシア連邦
    • 外国機関名
      Lomonosov Moscow State University
  • [雑誌論文] Decomposition of cyclohexane ion induced by intense femtosecond laser fields by ion-trap time-of-flight mass spectrometry2016

    • 著者名/発表者名
      Takao Yamazaki, Yusuke Watanabe, Reika Kanya, Kaoru Yamanouchi
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 144 ページ: 024313-1-8

    • DOI

      10.1063/1.4939769

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Light-dressing effect in laser-assisted elastic electron scattering by Xe2015

    • 著者名/発表者名
      Yuya Morimoto, Reika Kanya, Kaoru Yamanouchi
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 115 ページ: 123201-1-5

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.115.123201

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] フェムト秒レーザーパルスによるレーザーアシステッド電子散乱2015

    • 著者名/発表者名
      歸家令果
    • 雑誌名

      しょうとつ

      巻: 12 ページ: 64-85

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Laser-assisted elastic electron scattering by light-dressed Xe in intense laser fields2016

    • 著者名/発表者名
      Reika Kanya, Yuya Morimoto, and Kaoru Yamanouchi
    • 学会等名
      Computational Chemistry Symposium, 12th International Conference of Computational Methods in Sciences and Engineering
    • 発表場所
      Athens (Greece)
    • 年月日
      2016-03-17 – 2016-03-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Light-dressing effect in atoms and molecules in laser-assisted elastic electron scattering2016

    • 著者名/発表者名
      Reika Kanya
    • 学会等名
      The Second STEPS Symposium on Photon Science
    • 発表場所
      Saint Petersburg (Russia)
    • 年月日
      2016-03-15 – 2016-03-16
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] レーザーアシステッド電子散乱による分子イメージング2016

    • 著者名/発表者名
      歸家令果
    • 学会等名
      PF研究会「先進的放射光利用による原子分子科学」
    • 発表場所
      KEKつくばキャンパス(茨城県・つくば市)
    • 年月日
      2016-01-12 – 2016-01-12
    • 招待講演
  • [学会発表] Determination of absolute CEP of circularly-polarized few-cycle laser pulses by angle-resolved photoelectron spectra of tunnel-ionized photoelectrons2015

    • 著者名/発表者名
      Shinichi Fukahori, Toshiaki Ando, Shun Miura, Reika Kanya, Kaoru Yamanouchi, Tim Rathje, Gerhard G. Paulus
    • 学会等名
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu (USA)
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Mass-resolved ion beam apparatus for investigating dissociation dynamics of molecular ions in intense laser fields2015

    • 著者名/発表者名
      Takao Yamazaki, Keiji Fujiwara, Reika Kanya, Kaoru Yamanouchi
    • 学会等名
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu (USA)
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of trapped ion electron diffraction apparatus for determination of geometrical structure of molecular ions2015

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Tanaka, Keiko Kato, Reika Kanya, Kaoru Yamanouchi
    • 学会等名
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu (USA)
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a femtosecond laser-assisted electron scattering apparatus equipped with an angular-resolved time-of-flight analyzer2015

    • 著者名/発表者名
      Kakuta Ishida, Reika Kanya, Kaoru Yamanouchi
    • 学会等名
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu (USA)
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Laser-assisted electron scattering by light-dressed Xe atoms in a femtosecond intense laser field2015

    • 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 (USA)
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ion trap electron diffraction apparatus for determination of geometrical structure of molecular ions2015

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Tanaka, Keiko Kato, Reika Kanya, Kaoru Yamanouchi
    • 学会等名
      The 14th International Symposium on Ultrafast Intense laser Science
    • 発表場所
      Kauai (USA)
    • 年月日
      2015-12-09 – 2015-12-13
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of an apparatus with high sensitivity for laser-assisted elastic electron scattering in femtosecond intense laser fields2015

    • 著者名/発表者名
      Kakuta Ishida, Reika Kanya, Kaoru Yamanouchi
    • 学会等名
      The 14th International Symposium on Ultrafast Intense laser Science
    • 発表場所
      Kauai (USA)
    • 年月日
      2015-12-09 – 2015-12-13
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a mass-selective ion beam apparatus for investigating dissociation dynamics of molecular ions in intense laser fields2015

    • 著者名/発表者名
      Takao Yamazaki, Keiji Fujiwara, Reika Kanya, Kaoru Yamanouchi
    • 学会等名
      The 14th International Symposium on Ultrafast Intense laser Science
    • 発表場所
      Kauai (USA)
    • 年月日
      2015-12-09 – 2015-12-13
    • 国際学会
  • [学会発表] Determination of absolute CEP from energy-resolved photoelectron angular distribution of rare gas atoms by circularly-polarized few-cycle pulses2015

    • 著者名/発表者名
      Shinichi Fukahori, Toshiaki Ando, Shun Miura, Reika Kanya, Kaoru Yamanouchi, Tim Rathje, Gerhard G. Paulus
    • 学会等名
      The 14th International Symposium on Ultrafast Intense laser Science
    • 発表場所
      Kauai (USA)
    • 年月日
      2015-12-09 – 2015-12-13
    • 国際学会
  • [学会発表] Light-dressing effect in laser-assisted elastic electron scattering by Xe atoms in intense laser fields2015

    • 著者名/発表者名
      Reika Kanya, Yuya Morimoto, Kaoru Yamanouchi
    • 学会等名
      The 14th International Symposium on Ultrafast Intense laser Science
    • 発表場所
      Kauai (USA)
    • 年月日
      2015-12-09 – 2015-12-13
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Laser-assisted Elastic Electron Scattering by Light-dressed Xe Atoms in Intense Laser Fields2015

    • 著者名/発表者名
      Yuya Morimoto, Reika Kanya, Kaoru Yamanouchi
    • 学会等名
      原子衝突学会第40回年会
    • 発表場所
      首都大学東京 南大沢キャンパス(東京都・八王子市)
    • 年月日
      2015-09-28 – 2015-09-30
  • [学会発表] Development of an apparatus with high sensitivity for femtosecond laser-assisted elastic electron scattering2015

    • 著者名/発表者名
      Kakuta Ishida, Reika Kanya, Kaoru Yamanouchi
    • 学会等名
      原子衝突学会第40回年会
    • 発表場所
      首都大学東京 南大沢キャンパス(東京都・八王子市)
    • 年月日
      2015-09-28 – 2015-09-30
  • [学会発表] 円偏光数サイクルレーザーパルスによる希ガスの角度分解光電子スペクトルに基づいた絶対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,T. Rathje, G. Paulus
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス(東京都・目黒区)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [学会発表] 強光子場中の分子イオンの解離ダイナミクス研究のための質量選別イオンビーム装置の開発2015

    • 著者名/発表者名
      山崎嵩雄,藤原敬士,歸家令果,山内 薫
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス(東京都・目黒区)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [学会発表] 高感度フェムト秒レーザーアシステッド弾性電子散乱観測装置の開発2015

    • 著者名/発表者名
      石田角太,歸家令果,山内 薫
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス(東京都・目黒区)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [学会発表] 分子イオンの幾何学的構造決定のためのイオントラップ電子回折装置2015

    • 著者名/発表者名
      田中秀昂,加藤景子,歸家令果,山内 薫
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス(東京都・目黒区)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [学会発表] Laser-assisted electron scattering and diffraction in femtosecond intense laser fields2015

    • 著者名/発表者名
      Yuya Morimoto, Reika Kanya, Kaoru Yamanouchi
    • 学会等名
      The 11th Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim
    • 発表場所
      Busan (Korea)
    • 年月日
      2015-08-24 – 2015-08-28
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of an apparatus for angular-and-time resolved femtosecond laser-assisted elastic electron scattering2015

    • 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
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2015-06-03 – 2015-06-05
    • 国際学会
  • [学会発表] Laser-assisted elastic electron scattering by light-dressed Xe atoms2015

    • 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
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2015-06-03 – 2015-06-05
    • 国際学会
  • [学会発表] Laser-assisted elastic electron scattering by light-dressed Xe atoms in ultrashort intense laser fields2015

    • 著者名/発表者名
      Yuya Morimoto, Reika Kanya, Kaoru Yamanouchi
    • 学会等名
      The 6th Shanghai-Tokyo Advanced Research Symposium on Ultrafast Intense Laser Science (STAR6)
    • 発表場所
      Zhejiang (China)
    • 年月日
      2015-05-21 – 2015-05-24
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 東京大学 大学院理学系研究科 化学専攻 物理化学講座 山内研究室ホームページ

    • URL

      http://www.yamanouchi-lab.org/index.html

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公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-01-31  

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