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化学:分子間クーロン脱励起によるサイト選択的およびエネルギー選択的な低速電子生成

Nature 505, 7485 doi: 10.1038/nature12936

物質への光照射によって原子や分子が電子的に励起される傾向にあり、続いて起こる緩和過程によって、最終的に光子エネルギーが付与されて電子やイオンが生成される場所が決まる。弱結合系では、過剰エネルギーが隣接する原子や分子に移行した後、それらの原子や分子が電子を失ってイオン化することを通して、分子間クーロン脱励起(ICD)により非常に高い効率の電子励起緩和が可能になる。今回我々は、この過程で放出される電子の放出サイトとエネルギーが、ICDを共鳴内殻励起に結合させることによって制御できることを提唱する。我々は、この概念を、アルゴン–クリプトンモデル系に関するab initio多体計算を用いて説明する。この系では、共鳴光吸収によって、アルゴン原子の初期励起、すなわち「親」励起が起こる。次に、これが共鳴オージェICDカスケードを引き起こし、最後にクリプトン原子から低速電子が放出される。我々の計算結果は、放出電子のエネルギーがアルゴン原子の初期励起状態に敏感に依存することを示している。従って、入射エネルギーを調節して、選択した原子の初期励起を起こすことも、望みのエネルギーのICD電子を放出させる励起を実現することも可能である。こうした脱励起カスケードの特性は、基礎および応用放射線生物学に影響をもたらす可能性があり、新しい分光技術の開発において関心を引くものになる可能性もある。

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