岩佐 豪

いわさ たけし
Takeshi Iwasa
北海道大学大学院理学研究院
助教
A02
専門分野量子化学・分子物理学
公募班（2020-2021）

分子結晶の励起状態と発光機構

キーワード
分子結晶、少数多体系、量子化学計算、分子間相互作用
関連する研究者
研究協力者: 武次徹也（北海道大学大学院理学研究院、教授）

研究概要

ある分子群は、弱いマクロな刺激に応じて構造相転移を起こし、その発光特性が変化することが知られているが、このような様々な環境下における励起状態の理論的な解明に向けた取り組みが必要である。分子は結晶構造に対応して発光特性を変化させるため、多数の分子にかこまれた凝縮系における励起状態およびその緩和過程を調べる必要がある。本研究では、これらを考慮して励起分子の緩和過程を追跡するための手法開発を行い、分子間相互作用を含む凝縮相に適用可能な方法論へと展開することで、結晶多形に応じて発光特性を変化させる金錯体化合物の発光挙動の解明を行う。特に少数分子間の露わな相互作用や、環境との相互作用による構造緩和過程への影響などを明確にすることで、分子結晶の励起状態からの反応経路と発光機構を解明する。

分子結晶の発光機構解明に向けた理論手法開発
公募班（2018-2019）

分子結晶における励起状態と発光過程の理論的解明

キーワード
分子結晶、少数多体系、量子化学計算、励起状態分子動力学、非断熱遷移
関連する研究者
研究協力者: 武次徹也（北海道大学大学院理学研究院、教授）

研究概要

ある分子群は、弱いマクロな刺激に応じて構造相転移を起こし、その発光特性が変化することが知られているが、このような様々な環境下における励起状態の理論的な解明に向けた取り組みが必要である。分子は結晶構造に対応して発光特性を変化させるため、多数の分子にかこまれた凝縮系における励起状態およびその緩和過程を調べる必要がある。本研究では、これらを考慮して励起分子の緩和過程を追跡するための手法開発を行い、分子間相互作用を含む凝縮相に適用可能な方法論へと展開することで、結晶多形に応じて発光特性を変化させる金錯体化合物の発光挙動の解明を行う。特に少数分子間の露わな相互作用や、環境との相互作用による構造緩和過程への影響などを明確にすることで、分子結晶の励起状態からの反応経路と発光機構を解明する。

分子結晶の発光特性解明に向けた理論手法開発

研究業績

査読付発表論文

A02-11

  1. "Theoretical method for near-field Raman spectroscopy with multipolar Hamiltonian and real-time-TDDFT: Application to on- and off-resonance tip-enhanced Raman spectroscopy" M. Takenaka, T. Taketsugu, *T. Iwasa, J. Chem. Phys., 154, 024104 (2021).
    DOI: 10.1063/5.0034933
  2. “[Ag23Pd2(PPh3)10Cl7]0: A New Family of Synthesizable Bi-icosahedral Superatomic Molecules” S. Hossain, S. Miyajima, *T. Iwasa, R. Kaneko, T. Sekine, A. Ikeda, T. Kawawaki, T. Taketsugu, and *Y. Negishi, J. Chem. Phys., 155, 024302 (2021).
    DOI: 10.1063/5.0057005
  3. “A Comparative Study of Structural, Electronic, and Optical Properties of Thiolated Gold Clusters with Icosahedral vs Face-Centered Cubic Cores” M. Miyamoto, T. Taketsugu, *T. Iwasa, J. Chem. Phys., 155, 094304 (2021).
    DOI:  10.1063/5.0057566
  4. “Barium Oxide Encapsulating Cobalt Nanoparticles Supported on Magnesium Oxide: Active Non-noble Metal Catalyst for Ammonia Synthesis under Mild Reaction Conditions” *K. Sato, S. Miyahara, K. Tsujimaru, Y. Wada, T. Toriyama, T. Yamamoto, S. Matsumura, K. Inazu, H. Mohri, T. Iwasa, T. Taketsugu, *K. Nagaoka, ACS Catal., 11, 13050-13061 (2021).
    DOI: 10.1021/acscatal.1c02887
  5. “Photoluminescence of Doped Superatoms M@Au12 (M = Ru, Rh, Ir) Homoleptically Capped by (Ph2)PCH2P(Ph2): Efficient Room-Temperature Phosphorescence from Ru@Au12” S. Takano, H. Hirai, T. Nakashima, T. Iwasa, T. Taketsugu, and *T. Tsukuda, J. Am. Chem. Soc. (Communication), 143, 10560-10564 (2021).
    DOI: 10.1021/jacs.1c05019
  6. ”Single-molecule laser nanospectroscopy with micro–electron volt energy resolution” *H. Imada, M. Imai-Imada, K. Miwa, H. Yamane, T. Iwasa, Y. Tanaka, N. Toriumi, K. Kimura, N. Yokoshi, A. Muranaka, M. Uchiyama, T. Taketsugu, Y. K. Kato, H. Ishihara, *Y. Kim, Science, 373, 95-98 (2021).
    DOI: 10.1126/science.abg8790
  7. "Combined Automated Reaction Pathway Searches and Sparse Modeling Analysis for Catalytic Properties of Lowest Energy Twins of Cu13" T. Iwasa, T. Sato, M. Takagi, M. Gao, A. Lyalin, M. Kobayashi, K. Shimizu, S. Maeda, T. Taketsugu, J. Phys. Chem. A, 2019, 123, 210-217.
    DOI: 10.1021/acs.jpca.8b08868
  8. "Low-lying Excited States of hqxcH and Zn-hqxc Complex: Toward Understanding Intramolecular Proton Transfer Emission" M. Ebina, Y. Kondo, T. Iwasa, T. Taketsugu, Inorg. Chem., 2019, 58, 4686-4698.
    DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b00410
  9. "Photoluminescence Properties of [Core+exo]-Type Au6 Clusters: Insights into the Effect of Ligand Environments on the Excitation Dynamics" Y. Shichibu, M. Zhang, T. Iwasa, Y. Ono, T. Taketsugu, S. Omagari, T. Nakanishi, Y. Hasegawa, K. Konishi, J. Phys. Chem. C, 2019, 123, 6934-6939.領域内共同研究　A03公募 長谷川靖)
    DOI: 10.1021/acs.jpcc.9b01810

国内学会発表

A02-11

  1. ”反応経路自動探索法を用いたクラスター触媒の理論研究”岩佐豪、IQCE量子化学探索講演会2020「量子化学で探る化学の最先端」（Zoom利用による電子講演会、2020年11月2日）
  2. ”双極子近似を超えた近接場光と分子の多重極相互作用と励起状態制御に向けて”岩佐豪、2020年度分子研研究会「ナノ空間で光が織りなす分子操作・化学反応制御の新展開」（Zoomを用いたオンライン開催、2020年12月4-5日）
  3. ”第一原理計算による近接場振動分光”岩佐豪、日本物理学会　第76回年次大会（Zoomを用いたオンライン開催、2020年3月12-15日）

報道・アウトリーチ活動・特許・その他

A02-11

  • ”近接場光と分子の相互作用：双極子近似を超えた分子理論手法の開発と応用”, 岩佐豪（招待講演）、「自然科学における階層と全体」シンポジウム、ハイブリッド開催（zoom、国立天文台三鷹キャンパス, Jan. 6-7, 2022）

国際学会発表

A02-11

  • ”First principles studies for optical near-field spectroscopy and photochemistry beyond the dipole approximation”, T. Iwasa (Invited), Pacifichem2021 (Online, Dec. 20, 2021).

受賞

A02-11

  • 第7回北海道大学部局横断シンポジウム：ベストポスター賞（2021.10.1）
関連ウェブサイト
連絡先
tiwasa[at]sci.hokudai.ac.jp