極超短パルスレーザー誘起電子・核波束動力学理論の開発とその化学反応への応用

超短脉冲激光诱导电子/核波通量动力学理论的发展及其在化学反应中的应用

基本信息

批准号：
04J03435
负责人：
佐藤幸男
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度はこれまでに開発した理論を多自由度の振動自由度を持つ系や水素原子のダイナミクスへ適用し、下記のような近赤外強レーザー場中での分子ダイナミクスに関する新たな知見を得た。・多自由度の振動自由度を持つ系への拡張時間依存断熱電子状態上で古典トラジェクトリ計算を実行することで、多自由度の振動自由度を持つ系のダイナミクス計算が可能となった。本手法を用いてエタノール1価カチオン分子や1-プロパノール1価カチオン分子においてOH基の分子内回転がレーザー電場によって抑制されることを明らかにした。・C_<60>フラーレン分子への適用C_<60>分子の12価カチオンにおいて振動核波束動力学計算を実行し、1800nmの波長を持つレーザー光照射時に分子振動の運動エネルギーとして10eV超の運動エネルギーを分子が獲得してもなお、分子が壊れずに存在することを明らかにした。・強レーザー場中における水素原子のダイナミクス強レーザー場中での水多価カチオン分子の超高速ダイナミクスを解析し、20fs程度の超短パルスを水分子に照射したときの反応機構を明らかにした。時間依存断熱状態法が水分子内の水素原子のように高速で運動する場合においても適用可能であることを確認できた。・強レーザー場中における解離反応の解離収率を予測するための定性的な理論1-プロパノール分子がエタノール分子と同様にC-0結合伸張時に強レーザー場誘起非断熱遷移を起こす結合長がC-C結合のそれよりも長いこと、その結果として解離収率をあげるにはより長いパルス長を必要となることを明らかにした。強レーザー場誘起非断断熱遷移を起こす結合長の違いは原子の持つ電気陰性度の違いに由来する。この結果は分子の骨格を形成する原子の電気陰性度から解離収率のパルス長依存性を予測できる定性的な理論が構築可能であることを示唆している。

今年，我们将迄今为止开发的理论应用于具有多个振动自由度和氢原子动力学自由度的系统，并获得了有关强近红外激光场中分子动力学的新知识，如下所示。 - 通过对具有多个具有多个振动自由度自由度的系统的扩展时间依赖性绝热电子状态进行经典轨迹计算，可以计算具有多个具有振动自由度自由度的系统的动力学。使用该技术，据揭示了OH组的分子内旋转被激光电场抑制乙醇单价阳离子分子和1-丙醇单价阳离子分子。当用激光光照射为1800 nm的激光时，分子可获得超过10 eV的分子振动的动能，分子仍然存在而不会破裂。 - 在强激光场中的氢原子动力学分析了强激光场中水多价阳离子分子的超高速度动力学，当将约20 fs的超短脉冲辐照到水分子上时，揭示了反应机制。已经证实，即使在高速移动时，例如水分子中的氢原子，也适用了时间依赖性的绝热状态方法。 - 定性理论预测强激光场中解离反应的分离产量，并且类似于乙醇分子，1-丙醇分子在C-0键扩展上经历强激光磁场诱导的非耐绝化的过渡比C-C键更长，而C-C键的时间更长，而脉冲长度则增加了脉搏长度，以增加脉搏长度。引起强激光场诱导的非分析过渡的键长的差异来自原子的电负性差异。该结果表明，可以构建一个定性理论，可以预测从形成分子主链原子的电负性的解离产量的脉冲长度依赖性。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Stability limit of highly charged C_<60> cations produced with an intense long-wavelength laser pulse : Calculation of electronic structures by DFT and wavepacket simulation

用强长波长激光脉冲产生的高电荷 C_<60> 阳离子的稳定性极限：通过 DFT 和波包模拟计算电子结构

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Chemical Physics Letters 430
影响因子：
0
作者：
R.Sahnoun;K.Nakai;Y.Sato;H.Kono;Y.Fujimura;M.Tanaka
通讯作者：
M.Tanaka

Quantum mechanical study of electronic and nuclear dynamics of molecules in intense laser fields

DOI：
10.1016/j.chemphys.2004.04.017
发表时间：
2004-09
期刊：
Chemical Physics
影响因子：
2.3
作者：
H. Kono;Y. Sato;N. Tanaka;T. Kato;K. Nakai;S. Koseki;Y. Fujimura
通讯作者：
H. Kono;Y. Sato;N. Tanaka;T. Kato;K. Nakai;S. Koseki;Y. Fujimura

Theoretical investigations of the Electronic and Nuclear Dynamics of Molecules in Intense Laser Fields : Quantum Mechanical Wave Packet Approaches

强激光场中分子的电子和核动力学的理论研究：量子机械波包方法

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Bulletin of the Chemical Society of Japan 79
影响因子：
0
作者：
Hirohiko Kono;et al.
通讯作者：
et al.

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DOI：
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通讯作者：
佐藤幸男

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影响因子：
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DOI：
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影响因子：
0
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通讯作者：
OTSU Hiroshi