研究系及び研究施設の現状 171
見 附 孝一郎(助教授) (1991 年 4 月 1 日着任)
A -1) 専門領域:化学反応素過程、軌道放射分子科学
A -2) 研究課題:
a) 高分解能斜入射分光器の研究開発とフラーレン科学への利用
b) レーザーと軌道放射を組合せたポンプ・プローブまたは2重共鳴分光 c) 極端紫外超励起状態や高励起イオン化状態の分光学と動力学
d) 原子・分子・クラスターの光イオン化研究に用いる粒子同時計測法の開発 e) 極端紫外域の偏極励起原子の光イオン化ダイナミクス
A -3) 研究活動の概略と主な成果
a) 軌道放射光施設に,気相光励起素過程の研究を目的とした高分解能高フラックスの斜入射分光器を建設した。25 から 160 eVの光子エネルギーの範囲で,フラックス 10
10
光子/秒と分解能 3000 が同時に達成された。偏光に対 して水平または垂直方向に飛来した解離イオンを検出することで,励起状態の対称性を分離した吸収スペクトルを 測定した。続いて,「フラーレンの極端紫外分光専用ビームライン」の実用化を目指して,実験ステーションの改 良と調整を施した。そしてフラーレン類の質量分析と光電子分光を遂行している(装置に関し特許出願中)。最近 は C60や C70の巨大共鳴ピーク(〜 20 eV )に付随する形状共鳴遷移を初めて観測した。また,遷移金属原子の4d 電子励起軟巨大共鳴が,金属内包フラーレンの炭素ケージの中でどのような影響を受けるかを検討した。さらに, 多価イオンやフラグメントの収量曲線を精密に測定し,求めたしきい値や極大値を検討した結果,通常の分子では 前例のない特異な単分子解離現象を見出した。解離遷移状態のポテンシャルエネルギー曲面の情報を得るための画 像観測装置を製作した。
b) 紫外モードロックレーザーとアンジュレータ光を組み合わせて,電子振動励起分子の光イオン化や光解離のダイナ ミクス,イオンの前期解離ダイナミクスなどに関する研究を行った。レーザー誘起蛍光励起分光やレーザー多光子 イオン化分光を起用して,超励起状態から解離生成したイオンまたは中性フラグメントの内部状態の観測を初めて 実現した。フラグメントの回転分布から,解離の際のエネルギー分配について議論した。最近は,特定の化学結合 を選択的に切断したり,特異的な化学反応を起こすような光励起過程を実現するための方法論の開発と実用化を目 指している。具体的には可視又は近赤外レーザーで生成する振動励起した水分子に放射光を照射して,振動基底 分子の放射光解離とは全く異なる反応分岐比や分解確率を得るという実験を開始した。
c) 軌道放射光施設に分子線光解離装置を製作し,C O2,S O2,ハロゲン化メチル,フロンなど20種余の分子について イオン対を生成する過程を初めて見いだした。また,同施設の直入射分光器ラインに2次元掃引光電子分光装置を 建設し,NO,C2H2,OC S,S O2,C S2,H I 等の2次元光電子スペクトルを測定した。さらに,アンジュレータ斜入 射分光器ラインで 、 O C S や H2O の極端紫外励起状態の緩和過程で放出される可視・紫外発光を検出し,蛍光分散 および蛍光励起スペクトルを測定した。以上,得られた負イオン解離効率曲線,2次元光電子スペクトル,蛍光ス ペクトル等から,超励起状態のポテンシャルエネルギー曲面を計算しイオン化状態との電子的結合を評価したり, 自動イオン化や前期解離のダイナミクスおよび分子の2電子励起状態や解離性イオン化状態の特質などについて考 察した。
172 研究系及び研究施設の現状
d) 正イオン・負イオン同時計測法を初めて開発し,複数の光解離過程の識別と放出されるイオンの並進エネルギーの 測定を可能とした。また,光電子・イオン飛行時間同時計測法により始状態が選別されたイオンの光解離の研究を 行った。
e) 直線偏光した放射光を用いて,基底状態原子をそのリュドベリ状態へ共鳴遷移させ,偏光方向に偏極した特定量子 状態の励起原子を生成させる。この偏極原子を,直線偏光した高出力レーザーでイオン化する。光電子角度分布の 解析と理論計算を併用して,選択則で許される複数の終状態チャネルの双極子遷移モーメントの振幅と位相差を決 定した。究極的には,希ガス偏極原子の光イオン化における「量子力学的完全実験」を目指している。このテーマ に関連して,円錐型の高効率角度分解電子エネルギーアナライザーを設計・製作し,感度や各種分解能などの性能 を評価した(特許取得)。
B -1) 学術論文
K. MITSUKE, H. KATAYANAGI, J. KOU, T. MORI and Y. KUBOZONO, “Fragmentation Mechanism of Highly Excited C70 Cations in the Extreme Ultraviolet,” AIP Conf. Proc. 811, 161–166 (2006).
B. P. KAFLE, I. RUBINSTEIN and E. A. KATZ, “Analytical Model of Electrodiffusion of Metals in Fullerene Thin Films,” Jpn. J. Appl. Phys. 44, 2803–2805 (2005).
T. YOSHIDA, K. TANAKA, H. YAGI, A. INO, H. EISAKI, A. FUJIMORI and Z. -X. SHEN, “Direct Observation of the Mass Renormalization in SrVO3 by Angle Resolved Photoemission Spectroscopy,” Phys. Rev. Lett. 95, 146404 (4 pages) (2005).
H. YAGI, T. YOSHIDA, A. FUJIMORI, Y. KOHSAKA, M. MISAWA, T. SASAGAWA, H. TAKAGI, M. AZUMA and M. TAKANO, “Chemical Potential Shift in Lightly Doped to Optimally Doped Ca2–xNaxCuO2Cl2,” Phys. Rev. B 73, 172503 (4 pages) (2006).
B -4) 招待講演
見附孝一郎 , 「気相分子やフラーレンの放射光イオン化と解離の実験的研究」, 岡山大学理学部セミナー , 岡山 , 2006年 10月. 片柳英樹、見附孝一郎 , 「難揮発性物質の気相分光装置の開発とイオン液体への応用」, 特定領域研究「イオン液体の科学」 第1班 班会議 , 淡路市 , 2006年 10月.
B -6) 受賞、表彰
見附孝一郎 , 日本化学会欧文誌 BCSJ 賞 (2001).
B -7) 学会および社会的活動 学協会役員、委員
原子衝突研究協会委員 (1987, 1998-2003). 原子衝突研究協会 , 企画委員 (1996-2003). 原子分子データベース協会 , 設立準備委員. 学会の組織委員
質量分析連合討論会 , 実行委員 (1993).
研究系及び研究施設の現状 173 第9回日本放射光学会年会 , 実行委員 (1995-1996).
第12回日本放射光学会年会 , 組織委員およびプログラム委員 (1998-1999). 第15回化学反応討論会 , プログラム委員および実行委員長 (1998-1999).
International Symposium on Photo-Dynamics and Reaction Dynamics of Molecules, Okazaki, Cochair (1998-1999).
原子衝突協会第25回研究会 , 実行委員 (1999-2000).
International Workshop on the Generation and Uses of VUV and Soft X-ray Coherent Pulses, Lund, Sweden, Member of the Program Committee (2001) (真空紫外・X線コヒーレント光の発生と利用に関する国際集会 , プログラム委員).
XIV International Conference on Vacuum Ultraviolet Radiation Physics, Cairns, Australia, Member of the Program Committee (2003-2004) (第14回真空紫外光物理国際会議 , プログラム委員).
IV International Conference on Atomic and Molecular Data and their Applications, Toki, Japan, Member of the Program Committee (2003-2004) (第4回原子分子データとその利用に関する国際会議 , プログラム委員).
第19回日本放射光学会年会 , 組織委員, 実行委員およびプログラム委員長 (2005-2006). 第22回化学反応討論会 , プログラム委員および実行委員 (2005-2006).
原子衝突研究協会第31回研究会 , 実行委員 (2005-2006). その他
東京大学物性研究所高輝度光源計画推進委員会測定系小委員会委員 (1998-2003). SuperSOR 高輝度光源利用者懇談会幹事 (1999-2002).
A ll J apan 高輝度光源利用計画作業委員 (2002-2004).
B -10)外部獲得資金
井上科学振興財団 , 井上フェロー研究奨励金 , 「レーザーと軌道放射の同時吸収による化学結合の選択的開裂」, 見附孝一郎 (1997年 -1999年 ).
日本学術振興会 , 重点研究国際協力派遣研究員, 「米国バークレー研究所 A L S 施設への派遣」, 見附孝一郎 (1998年 ). 分子科学研究奨励森野基金 , 学術集会開催援助金 , 「International Symposium on Photo-Dynamics and R eaction Dynamics of Molecules」, 見附孝一郎 (1999年 ).
大幸財団 , 学会等開催助成金 , 「International Symposium on Photo-Dynamics and R eaction Dynamics of Molecules」, 見附孝一 郎 (1999年 ).
基盤研究 (C ), 「放射光とレーザーの同時照射による分子の多光子電子励起」, 見附孝一郎 (1998年 -2000 年 ).
松尾科学振興財団 , 学術研究助成 , 「放射光励起で生成した偏極原子のレーザー光イオン化—光イオン化完全実験を目指 して」, 見附孝一郎 (1998年 ).
基盤研究 (B), 「レーザーと放射光を組合わせた振動高次倍音励起分子の光解離制御」, 見附孝一郎 (2002 年 -2004年 ). 光科学技術研究振興財団 , 研究助成 , 「ナノ分子場中の原子と光の相互作用—金属内包フラーレンに軟X線巨大共鳴は存 在するか?」, 見附孝一郎 (2002 年 -2003年 ).
大幸財団 , 海外学術交流研究助成 , 「X IV International C onference on V acuum Ultraviolet R adiation Physics」, 見附孝一郎 (2004年 ).
独立行政法人科学技術振興機構 , 平成17年度シーズ育成試験研究 , 「新奇高沸点物質の質量分析装置の開発と実用化試 験」, 見附孝一郎 (2005年 -2006年 ).
基盤研究 (B), 「炭素ナノケージに貯蔵された物質の放射光共鳴制御」, 見附孝一郎 (2006年 -2007年 ).
174 研究系及び研究施設の現状 C ) 研究活動の課題と展望
光電子分光,蛍光分光,質量分析,同時計測,ポンプ・プローブ分光などを用い,気相分子やクラスターの光イオン化過程 を詳細に研究する。また,真空紫外領域の中性超励起状態の構造や電子状態に関する情報を集積しその動的挙動を明かに する。将来の目標は次の通りである:①振動励起分子の放射光解離による反応分岐比制御,②フラーレンの波長掃引光電 子分光と高励起フラーレンイオンの解離ダイナミクスの解明,③励起分子や解離フラグメントの内部状態観測と,発光・解離・ 異性化・振動緩和などの過渡現象の追跡。