Stereodynamical selection of chirality in molecule-surface collisions

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生体系などでは、鏡像異性体のうち一方のみから構成されるという「ホモキラリティー」という重要な問題があり、その起源に大きな興味がもたれている。ホモキラリティーの発現原因は、未だに未解明である。本研究では、キラリティーを有する固体表面を用いて、キラルな分子とのわずかな相互作用の違いを増幅検出し、固体表面によるキラル分子の選別の可能性を探ることが目的である。本年度は、キラル分子とキラル表面との相互作用解明の研究を昨年度に引き続き行った。キラル表面であるCu(531)R面とCu(531)S面は表裏面であるため同一条件下での比較実験が可能となる。昨年度に引き続き、低速電子回折(LEED)とSTMで清浄表面の観察を行った。今年度は同一装置内にSTMとLEEDを備えた装置を用いて試みた。LEEDでは鋭い(531)表面の回折スポット像が得られたが、STMではまだR、Sを決定できるほどの原子像は得られていない。X線回折を用いて、区別できる可能性を見出したので、その測定準備を進めてきている。また、この(531)表面にR-およびS-2-ブタノールを吸着させてSTM像を観察し違いを見る実験を行う準備を行なった。コロナ禍で実験室のある建屋の改修工事が遅れ、装置移設が遅れていたが、今年度比較的安定して通電できるようになり移設後の組立がほぼ終わったので、真空の立ち上げおよびガスライン設置等の装置の調整を行なった。次年度以降にキラル分子のビームを発生し量子状態選別できる予定である。こちらは研究分担者と一緒に行なった。さらに、別のアプローチとして研究分担者と一緒に、銅合金表面において、酸素分子の回転運動のキラリティー効果を明らかにするため、理論的アプローチを含めて進め、回転運動の効果に関する成果を論文で発表した。また、研究分担者が、気相における反応においてもキラリティー効果を解明する研究を前年度に続き進めた。