マイクロフルイディクスを駆使した水の窓域の軟Ｘ線時間分解分光法の開拓

利用微流控技术开发水窗区域软 X 射线时间分辨光谱

基本信息

批准号：
19H02628
负责人：
足立俊輔
金额：
$ 11.4万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

赤外の高強度光パルス（波長1.9 μm、パルス幅20 fs、パルスエネルギー1.0 mJ）をドライブレーザーとする高次高調波発生により、CおよびN原子のK吸収端をカバーする水の窓軟Ｘ線を得た（カットオフ～400 eV）。液体試料チャンバーの中央に配置したマイクロ流体チップにより生成した液膜ジェットが、真空中で安定に動作することを確認した。トロイダル鏡を用いて、この液膜ジェットに軟Ｘ線パルスを集光し、過渡吸収測定におけるプローブ光とする。また、マルチプレートスペクトルブロードニング法とシングルパス三倍波発生とを組み合わせて得られた20 fsの深紫外光パルスを、ポンプ光とする。軟Ⅹ線プローブ光のパルス幅は20 fsより十分に短いため、水の窓域での過渡吸収スペクトルを20 fsの時間分解能で測定することが可能である。気相のN2分子を試料として用い、N原子のK吸収端付近において、先行研究と同程度のエネルギー分解能（～1 eV）が実現できていることを確認した。液相のエタノールを液膜ジェットとして真空チャンバー内に導入し、その透過スペクトルを測定した。軟Ⅹ線の透過率から推定されるエタノール液膜の厚さは0.6 μm程度である。軟Ⅹ線分光の特徴である元素選択性を生かして、水由来の背景信号に埋もれた溶質分子からの微かな信号を捉える、また溶媒効果（孤立系と溶液中の違い）に関する比較研究を行うなど、反応ダイナミクス研究における新たな「窓」としての活躍が期待される。

使用高强度红外光脉冲（波长：1.9μm，脉冲宽度：20 fs，脉冲能量：1.0 MJ）作为驱动激光器，导致软水窗X射线覆盖C和N原子的K吸收边缘（截止值：400 ev）。已经证实，位于液态样品室中心的微流体芯片生产的液态膜射流在真空中稳定运行。环形镜用于将软X射线脉冲收集到液态膜射流上，并将探针灯用于瞬态吸收测量。此外，通过组合乘数光谱宽片方法和单通行三波的产生，获得的20 fs深紫外光脉冲被用作泵光。软X射线探针灯的脉冲宽度足够短，足够短，因此可以通过20 fs的时间分辨率测量水窗区域中的瞬态吸收光谱。使用气相N2分子作为样品，我们证实了与先前研究相似的能量分辨率（高达1 eV）在N原子的K吸收边缘附近。将液相乙醇作为液体膜射流引入真空室，并测量传输光谱。根据软X线的透射率估算的乙醇液膜的厚度约为0.6μm。利用元素选择性，这是软X射线光谱的特征，预计将用作反应动力学研究中的一种新的“窗口”，例如捕获埋在水来的背景信号中的溶质分子中的微弱信号，并对溶剂的效果进行比较研究（隔离系统和解决方案之间的差异）。

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）

Shedding vacuum-UV light on non-adiabatic dynamics of molecules during and after passing through conical intersections

在通过圆锥形交叉点期间和之后对分子的非绝热动力学照射真空紫外光

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yokota Sawako;Suzuki Yuna;Yanagisawa Sachiko;Ogura Takashi;Nozawa Shunsuke;Hada Masahiko;Fujii Hiroshi;作田紗恵ほか;Shunsuke Adachi
通讯作者：
Shunsuke Adachi

Methyl substitution effects on the non-adiabatic dynamics of benzene: lifting three-state quasi-degeneracy at conical intersections