Theoretical study of ultrafast X-ray photoelectron diffraction

超快X射线光电子衍射理论研究

基本信息

批准号：
16J01519
负责人：
水流翔太
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

従来の多中心LCAO法による静的XPD計算法の適用は、脱離基と残渣との距離が25 bohr程度に達するまでに限られる。一方、多重散乱による計算法は両者の距離によらず適用可能であるが、ポテンシャル領域が各原子核を中心とする球対称ポテンシャル領域とポテンシャル一定の空間領域に区切られるために定量的な精度が劣る。このジレンマは、核間距離が25 bohr程度に達するまでは従来の多中心LCAO法を適用し、これより長い核間距離では孤立原子のポテンシャルによる多重散乱法を適用することで、少なくとも二原子分子の光解離反応については解決されると考えられる。本特別研究員はイタリアTrieste大学のPiero Decleva教授を長期訪問し、密度汎関数理論(DFT)による二原子分子のUXPDを上記の見込に沿って計算した。光解離するCl2, Br2, I2分子についての計算結果は、上記２つの枠組みの単純な組み合わせにより2原子分子の光解離反応が解離極限まで絶え間なく追跡可能であることを示している。また核ダイナミクス計算を完全に量子力学的に行ってIBrのUXPDを計算したところ、核間距離が25 bohr程度に達するまではUXPDが励起光パルスに依存する振動波束の形を反映することが明確になった。本研究で例にした等核ハロゲン分子の光解離反応は有機化合物の光ハロゲン化反応の起爆剤と考えられている。よって、本研究によりいくつかの実用的な光化学反応の素過程が追跡可能になったということができる。また、多重散乱法を球対称でないポテンシャル間の散乱に適用できるように拡張すれば、つまり球対称でない脱離基と残渣とに適用できるようにすれば、2原子分子以外の光解離・脱離反応も解離極限まで絶え間なく追跡可能になると見込まれる。本研究の成果はJ. Chem. Phys.誌に掲載された。

使用多中心LCAO方法的常规静态XPD计算方法的应用仅限于离开组与残留物之间的距离，达到约25 BOHR。另一方面，无论两者之间的距离如何，都可以使用多个散射的计算方法，但是定量准确性很差，因为电位区域分为围绕每个核和空间区域的球形对称区域分离为具有恒定电位的空间区域。人们认为，这种困境至少通过应用传统的多中心LCAO方法来解决双原子分子的光解离反应，直到核切间距离达到约25 bohr，并使用较长内部距离距离的分离原子的潜在施加多个散射。这位特别的研究人员访问了意大利特里雅斯特大学的皮埃罗·迪尔瓦（Piero Decleva）教授，并根据上述期望，使用密度功能理论（DFT）计算了双原子分子的UXPD。光解离Cl2，BR2和I2分子的计算结果表明，由于上述两个框架的简单组合，可以不断地跟踪双原子分子的光解离反应到解离极限。此外，当对核动力学计算进行完全量子进行机械计算以计算IBR的UXPD时，很明显，直到核能距离达到约25 bohr之前，UXPD都反映了取决于激发光脉冲的振荡波包的形状。在这项研究中，用作示例的异核卤素分子的光解离反应被认为是有机化合物的光呼应反应的催化剂。因此，可以说这项研究使得可以追踪一些光化学反应的一些实际基本过程。此外，如果可以将多种散射方法扩展到非球体电位之间的散射，即适用于离开球形对称的组和残基，则可以预期的是光解异位分子和消除反应以外的其他分子可以不断地跟踪到分解限制。这项研究的结果发表在《 J. Chem》杂志上。物理。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Universit`a di Trieste(Italy)

的里雅斯特大学（意大利）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

フェムト秒Ｘ線光電子回折法により強レーザー電場中の分子の構造を決定（Spring-8）

使用飞秒 X 射线光电子衍射确定强激光电场中的分子结构 (Spring-8)

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Theory of ultrafast X-ray photoelectron diffraction based on nuclear wave packet description

基于核波包描述的超快X射线光电子衍射理论

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kaifu Kenzo;Itakura Hikaru;Amano Yosuke;Shirai Kotaro;Yokouchi Kazuki;Wakiya Ryoshiro;Murakami-Sugihara Naoko;Washitani Izumi;Yada Takashi;Handling editor: Caroline Durif;S. Tsuru
通讯作者：
S. Tsuru

Theory of X-ray photoelectron diffraction from molecules undergoing an ultrafast photochemical reaction

超快光化学反应分子的 X 射线光电子衍射理论