アライメント-配向変換による新しい分子配向制御法の開発

• Project/Area Number: 13874070
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Physical chemistry
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 大山 浩 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (60192522)
• Project Period (FY): 2001
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2001)
• Budget Amount: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000); Fiscal Year 2001: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
• Keywords: 分子配行 / アライメント / 強電場

Research Abstract

ArFエキシマー(193nm)を偏光子により偏光させ、これをIBr分子線に照射し、アライメント状態を生成した。このようにして生成したアライメントIBr分子線を強電場中に導くことで配向状態へ変換した。この際に強電場の電場軸を分子線軸に対して45度傾けておく。これにより量子化の対称性がくずれたもとで、強電場中で分子は二次シュタルク効果を受けることになる。
この場合アライメント分子線を強電場中に導くと各回転状態ごとの強電場中での歳差運動にともなう位相の重なりの結果、理論的には分子回転状態の配向が実現される。配向度は、強電場長、電場強度、分子線の速度、分子の電気双極子モーメントで表すことができる。本手法では、分子の回転量子数Jごとに異なった電場強度あるいは飛行距離で配向するため回転状態が明確に規定されている。
このアライメント配向変換のため、強電場電極及び発光検出のための集光系を新たに製作した。
上記の手法で配向したIBr分子線にXe*原子線を交差させ、成成物XeI^*, XeBr^*のエキシマー発光を測定することで反応分岐の配向制御を試みた。
残念ながら、現在までのところ、十分な異方性を得るに至っていない。この原因として、回転定数の小さいIBr分子では、超音速分子線中での冷却が十分でなく種々の回転状態が混在すること及び、分子線速度の広がりがあることが考えられる。これらの問題点を解決するため、飛行時間分解による測定の試みと、より冷却効率をあげるための分子線源の改良、及び、より回転定数の大きなHCl分子等への適用を進めている。