見附孝一郎（助教授） 分子研リポート2003 | 分子科学研究所

148 研究系及び研究施設の現状

見 附 孝一郎（助教授）

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) 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 b) 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 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) 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。レーザーパルスとマルチバンチ放射光を厳密 に同期させることで，分解能約500 psの時間分解ポンププローブ測定が可能である。また，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することによって，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。また，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標としている。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（20–1000 eV ）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 実験をフォトンファクトリーで開始した。

b) 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 10¹⁰光子／秒と分解能 3000が同時に達成された。S または B r原子 を含む分子のそれぞれ 2p電子と3d電子を励起して，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の測定を行った。続いて平成１３年度から，「フラーレン の軟Ｘ線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 や金属内包フラーレンの吸収および光電子スペクトルの測定を行っている（装置に関し特許出願中）。最近はC60や C70の吸収曲線に見られる巨大共鳴ピーク（~ 20 eV）に付随する形状共鳴遷移を初めて観測した。また高分解質量分 析計を用いて多価イオンやフラグメントの収量曲線を正確に決定し，求めたしきい値や極大値を検討した結果，通 常の分子では予想もつかない興味深い現象を観測した。現在は，遷移金属原子の 4d 電子励起軟Ｘ線巨大共鳴が，炭 素ケージの中でどのような影響を受けるかを実験的に明らかにすることが最大の目標である。

c) 軌道放射光施設に分子線光解離装置を製作し，C O2，SO2，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，HI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､OC 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

研究系及び研究施設の現状 149 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。

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イオン化ポテンシャルより低いリュドベリ状態へ共鳴遷移させ， 放射光の偏光方向に偏極した特定量子状態の励起原子を高密度で生成させる。この偏極原子（≡始状態）を，直線偏光 した高出力レーザーによってイオンと電子にイオン化させる（≡終状態）。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（特許出願中）。

B -1) 学術論文

Y. MAKINO, T. MORI, H. EGUCHI, H. SAITO, B. KYOH and S. MIYAKE, “Preferentially Oriented Anatase Nano-

Powder Densified by Pulsed High Current Heating,” J. Mater. Sci. Lett. 22, 403 (2003).

T. MORI, M. FUJIWARA, R. MANORY, I. SHIMIZU, T. TANAKA and S. MIYAKE, “HfO₂ Thin Films Prepared by Ion Beam Assisted Deposition,” J. Vac. Sci. Technol. 169-170, 528 (2003).

J. KOU, T. MORI, M. ONO, Y. HARUYAMA, Y. KUBOZONO and K. MITSUKE, “Molecular- and Atomic-Like

Photoionization of C₆₀ in the Extreme Ultraviolet,” Chem. Phys. Lett. 374, 1 (2003).

T. MORI, J. KOU, M. ONO, Y. HARUYAMA, Y. KUBOZONO and K. MITSUKE, “Development of a Photoionization

Spectrometer for Accurate Ion Yield Measurements from Gaseous Fullerenes,” Rev. Sci. Instrum. 74, 3769 (2003).

A. MITSUO, T. MORI, Y. SETSUHARA, S. MIYAKE and T. AIZAWA, “Mechanical Properties of Zirconium Films

Prepared by Ion-Beam Assisted Deposition,” Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B 206, 366 (2003).

M. ONO and K. MITSUKE, “Kinetic Energy Distribution and Anisotropy of Fragment Ions from SF₆ by Photoexcitation of a Sulfur 2p-Electron,” Chem. Phys. Lett. 379, 248 (2003).

B -2) 国際会議のプロシーディングス

K. MITSUKE, “Synchrotron Radiation-Free Electron Laser Combination Studies Performed at the UVSOR Facility—Excitation

of Xe Atoms,” Proceedings of the Workshop on the Generation and Uses of VUV and Soft X-ray Coherent Pulses 408–410 (2003).

B -4) 招待講演

K. MITSUKE, “Laser-synchrotron radiation combination studies of molecular ionization and dissociation,” Spring American

Chemical Society National Meeting, “VUV Probe of spectroscopy and Dynamics,” New Orleans, Louisiana (U. S. A. ), March 2003.

見附孝一郎 , 「極端紫外域における分子の励起と崩壊ダイナミクス」, 総研大企画研究研究会 , 核融合科学研究所 , 土岐 , 2003年 11月 .

150 研究系及び研究施設の現状 B -5) 特許

見附孝一郎 , 「高分解能電子エネルギー分析器」, 特開 2003-257361.

B -6) 受賞、表彰

見附孝一郎 , 日本化学会欧文誌 B C S J 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- ). 原子衝突研究協会 , 企画委員 (1996- ). 学会の組織委員

質量分析連合討論会 , 実行委員 (1993).

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- ) （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- ) （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）.

その他の委員

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- ). S eperS OR 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- ).

B -8) 他大学での講義、客員

東京大学物性研究所 , 嘱託研究員 , 2000年 4月 -2004年 3 月 .

C ) 研究活動の課題と展望

光電子分光，蛍光分光，質量分析，同時計測法などを用い，気相分子，クラスターやフラーレン類の光イオン化過程の詳細 を研究する。また，真空紫外領域の中性超励起状態の分光学的情報を集積しその動的挙動を明かにしたい。近い将来の 目標としては，軌道放射と各種レーザーを組合せて，①振動励起分子の放射光解離による反応分岐比制御，②偏極原子の 光イオン化ダイナミクスを角度分解光電子分光法で研究し，放出電子とイオン殻内の電子との相互作用の本質を理解する こと，③励起分子や解離フラグメントの内部状態を観測し，発光・解離・異性化・振動緩和などの過渡現象をポンプ・プロー ブ法や２重共鳴法で追跡することの３つが挙げられる。