速度選別した励起原子による固体表面の研究

• Project/Area Number: 07740444
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Physical chemistry
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 山門 英雄 東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (30242035)
• Project Period (FY): 1995
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1995)
• Budget Amount: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 1995: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 固体表面 / 速度分解ペニングイオン化電子分光 / 準安定励起原子 / 多環芳香族炭化水素 / 相互作用ポテンシャル / 電子分光 / PIES / UPS

Research Abstract

固体としての分子が、接近してくる励起原子に対して及ぼす相互作用についての知見を得ることを目的としてペニングイオン化電子スペクトル(PIES)を用いた実験を行った。本研究では試料として固体を扱うため、気体用速度分解ペニングイオン化電子分光装置のサンプル導入部を改造し、固体表面に対する測定を可能とした。その後、ペリレン、クリセン、コロネン、トリフェニレン、アントラセン等の多環芳香族炭化水素やC_<60>、トリフェニルホスフィンを金属またはグラファイト基板上に蒸着したものを試料とし、速度選別した準安定励起原子を一定の入射角で衝突させ放出される電子のエネルギーを分光した。放出電子強度の励起原子入射速度に対する依存性を調べることにより、固体表面を構成する分子が励起原子に及ぼす相互作用に関する情報を得ることができる。典型的な測定結果はクリセンについての測定で得られ、分子が固体表面で結晶軸を揃えて配向しているため、結晶表面となるクリセンのab面から外部への張り出しの大きい分子軌道に対応するPIESバンド強度の増大が見られた。また励起原子He^*(2^3S)との衝突部位を反映し、クリセン分子の水素原子近傍では斥力的相互作用が、π電子が広がって分布する領域では引力的相互作用が観測され、気体について知られていた相互作用が固体結晶を構成する分子の表面にも結晶構造を反映しながら現れることが明らかとなり、以上の結果は分子構造総合討論会(1995)で報告した。またその他のサンプルについても、それぞれ分子の電子構造を反映した興味深い結果が得られており論文投稿を予定している。今後の研究の展開としては、サンプル分子が金属原子を含む系についての研究を進め、固体表面を含めた金属原子と励起原子との間の相互作用について現在未知となっている事柄の解明を行っていきたい。