フェムト秒時間分解光電子画像観測法による励起状態反応動力学の研究

点击翻译按钮获取中文摘要

本年度(平成14年4月〜15年9月)は、フェムト秒時間分解光電子画像観測法をジアザベンゼンの一つであるピリダジンに適用して、その電子緩和等の励起状態動力学の解明を目的として研究を遂行した。研究実績の概要は以下の通りである。80℃に加熱したピリダジンをArで希釈し、CWノズルを通して真空チャンバーに噴出して超音速分子線を発生する。分子線にポンプ光(~375nm)を照射しS_1状態での電子緩和を開始させ、プローブ光(401nm)によりイオン化する。イオン化により放出される光電子を二次元検出器(MCP、蛍光板、CCDカメラ)に衝突させ、電子の速度角度分布を画像として測定する。ポンプ光とプローブ光の遅延時間を変えることにより、始状態や緩和先の状態などの光電子分布の減衰、立ち上がりを測定する。まず、S_1状態のゼロ点振動準位、及び振電準位の寿命測定を行った。ゼロ点振動準位については320ピコ秒、300、900cm^<-1>の余剰エネルギーを持った振電準位については各々230、180ピコ秒という結果が得られた。時間分解光電子画像中に立ち上がり成分が検出されなかったことから、S_1状態の緩和過程はS_1-S_0内部転換に支配されていると結論した。次に、光電子速度角度分布の測定を行った。画像から得られた光電子スペクトル(光電子運動エネルギー分布)には55、660meVにピークが観測され、各々の光電子角度分布の異方性は1.5、0.5であった。この光電子角度分布は、プローブ光によりイオン化される際に経由したRydberg状態の軌道核運動量を反映している。選択則Δ/=±1より、55、660meVのピークを各々3s、3p Rydberg状態に由来する光電子と帰属した。また、プローブ光の波長、ピリダジンのイオン化ポテンシャル、光電子運動エネルギーの関係により、3s、3pのRydberg状態の項値を求めた。