高輝度放射光の利用により、分子の分光学的な研究は著しく進展している。しかし、分子の内殻光電離ダイナミクスについては、 内殻空孔の崩壊メカニズムが複雑かつ多様であるので、多くの研究があるものの充分な理解が得られていない。 そのような背景の中で、当研究室では分子の内殻電離状態の高速崩壊過程に着目して解離イオンと光電子の同時計測による “配向分子からの光電子の角度分布測定法”を世界に先駆けて開発し、内殻光電離ダイナミクスの基礎研究を推進している。
しかし、同時計測法を採用する限り、分子座標系で観測する光電離ダイナミクスの研究対象は、直線分子あるいは原子数の少ない非直線分子に限定されてしまう。 この限界を打破するためには、配向させた分子をサンプルとしなければならない。 そこで、高強度レーザー電場による分子配向制御技術を導入して、 「配向分子サンプル」＋「光電子の運動量画像測定」の新たな実験スキームにより、 分子座標系で観測する光電離ダイナミクス研究の新たな展開にチャレンジしている。
配向分子の光電子回折像は、周期構造によるものではなく、サンプル中の単一配向分子内での光電子波と散乱波の干渉効果によるものである。 このことに着眼し、高エネルギー領域の単一配向分子の光電子回折像による新たな分子構造解析法を開拓している。 そして、まもなく実現するＸ線自由電子レーザーの利用を視野に入れた、 フェムト秒スケールの分子構造変化を観測する超高速光電子回折法の開発研究も推進している。