羽田 真毅

はだ まさき
Masaki Hada
筑波大学数理物質系エネルギー物質科学研究センター
准教授
A03

専門分野超高速現象、構造ダイナミクス
公募班(2020-2021)

テーブルトップ型超高速電子線を用いたソフトクリスタルの構造ダイナミクスの動画撮影

キーワード
時間分解電子線回折法、ソフトクリスタル、フェムト秒レーザー、構造ダイナミクス

研究概要

超高速時間分解電子線回折法は、テーブルトップ型のシステムでフェムト秒(1フェムト秒は1000兆分の1秒)からピコ秒(1ピコ秒は1兆分の1秒)という極めて早い時間スケールで生じる分子の動的な構造変化を直接的に観測する(分子動画を撮影する)ことが可能な測定手法である。本研究代表者は、日本でさきがけて超高速時間分解電子線回折装置の開発を行っており、本装置を駆使して刺激応答性の結晶・液晶(ソフトクリスタル)の分子動画の撮影を行う、すなわちその分子の立体構造を理解し、刺激により誘起する構造変化ダイナミクスの詳細を解明することを目指す。次世代の外部刺激応答性を有する分子組織体の創出のためには、刺激応答中の過渡的な分子構造を理解することが一つの重要課題であると考えられており、特に我々は他の手法では観測が困難であるあいまいな分子構造体の構造ダイナミクス計測に注力する。これらの結果は、次世代の刺激応答性を有する分子組織体の創出に貢献する。

超高速時間分解電子線回折装置の写真
超高速時間分解電子線回折装置
公募班(2018-2019)

テーブルトップ型超高速電子線を用いたソフトクリスタルの光誘起現象の動画撮影

キーワード
時間分解電子線回折法、フェムト秒レーザー、構造ダイナミクス、ソフトクリスタル

研究概要

超高速時間分解電子線回折法は、テーブルトップ型のシステムでフェムト秒(1フェムト秒は1000兆分の1秒)からピコ秒(1ピコ秒は1兆分の1秒)という極めて早い時間スケールで生じる分子の動的な構造変化を直接的に観測する(分子動画を撮影する)ことが可能な測定手法である。本研究代表者は、日本でさきがけて超高速時間分解電子線回折装置の開発を行っており、本装置を駆使して光応答性の結晶・液晶(ソフトクリスタル)の分子動画の撮影を行う、すなわちその分子の立体構造を理解し、光誘起構造変化ダイナミクスの詳細を解明することを目指す。特に他の手法では観測が困難であるあいまいな分子構造体の構造ダイナミクス計測に注力する。これらの結果は、次世代の光応答性を有する分子組織体の創出に貢献する。

超高速時間分解電子線回折装置

研究業績

査読付学術論文

A03-18

  1. "Liquid-like dielectric response is an origin of long polaron lifetime exceeding 10 μs in lead bromide perovskites" K. Miyata, R. Nagaoka, M. Hada, T. Tanaka, R. Mishima, T. Kuroda, S. Sueta, T. Iida, Y. Yamashita, T. Nishikawa, K. Tsuruta, Y. Hayashi, K. Onda, T. Kiwa and T. Teranishi, Journal of Chemical Physics, 2020, 152, 084704.
  2. "Ultrafast isomerization-induced cooperative motions to higher molecular orientation in smectic liquid-crystalline azobenzene molecules" M. Hada, D. Yamaguchi, T. Ishikawa, T. Sawa, K. Ishikawa, S. Koshihara, Y. Hayashi, T. Kato, Nature Communications, 2019, 10, 4159.
  3. "Selective Reduction Mechanism of Graphene Oxide Driven by the Photon Mode versus the Thermal Mode" M. Hada, K. Miyata, S. Ohmura, Y. Arashida, K. Ichiyanagi, I. Katayama, T. Suzuki, W. Chen, S. Mizote, T. Sawa, T. Yokoya, T. Seki, J. Matsuo, T. Tokunaga_xDB40__xDDD0_, C. Itoh, K. Tsuruta, R. Fukaya, S. Nozawa, S. Adachi, J. Takeda, K. Onda, S. Koshihara, Y. Hayashi, Y. Nishina, ACS Nano, 2019, 13, 10103-10112.
  4. "Novel Techniques for Observing Structural Dynamics of Photoresponsive Liquid Crystals" M. Hada, S. Saito, R. Sato, K. Miyata, Y. Hayashi, Y. Shigeta, K. Onda, J. Vis. Exp., 2018, 135, e57612.

関連ウェブサイト
連絡先
Hada.masaki.fm@u.tsukuba.ac.jp