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分子線技術を用いた氷表面における水素分子のオルソ-パラ転換反応ダイナミクスの研究

Research Project

Project/Area Number 14J07892
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Thin film/Surface and interfacial physical properties
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

植田 寛和  北海道大学, 低温科学研究所, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywordsアモルファス氷 / 水素分子 / 表面 / 星間分子雲
Outline of Annual Research Achievements

従来,分子雲におけるオルソ水素分子の存在度の比率が高く,その値は不変とされてきた.しかし,近年の研究で氷星間塵上において水素分子のオルソ・パラ転換が起こることが示唆されている.擬似星間塵とするアモルファス氷表面上で水素分子のオルソ・パラ転換の確率およびメカニズムを定量的に明らかにすることを本研究の目的とした.
本研究を遂行するにあたり,よく定義した条件下で水素分子と氷表面の相互作用を調べるために,H2O氷を蒸着する基板が設置されている超高真空チャンバーに水素分子線源を組み合わせた実験装置の開発ならびに改良を行った.実験手法は,水素分子線を入射角45度でアモルファス氷表面に照射し,小型のYAGレーザーを氷表面に照射することで吸着水素分子を光脱離させる.脱離水素分子は共鳴多光子イオン化法および飛行時間型質量分析法を用いて検出し,オルソ・パラそれぞれの水素分子の存在度を計測する.実験は,表面温度16 Kの保たれたアモルファス氷表面に水素分子を吸着させて表面滞在時間を変化させて行った.実験の結果,室温におけるオルソ・パラの水素分子の存在度は3:1であるが,氷表面滞在10分後にはパラ(オルソ)の存在度が約40%増加(減少)し,オルソ・パラ転換が起こっていることが明らかになった.

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2015 2014

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Vibrational Activation of Methane Chemisorption: The Role of Symmetry2014

    • Author(s)
      P. M. Hundt, M. E. van Reijzen, H. Ueta, R. D. Beck
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      Volume: 5 Issue: 11 Pages: 1963-1967

    • DOI

      10.1021/jz500728d

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantum Tunneling Hydrogenation of Solid Benzene and Its Control via Surface Structure2014

    • Author(s)
      T. Hama, H. Ueta, A. Kouchi, N. Watanabe, H. Tachikawa
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      Volume: 5 Issue: 21 Pages: 3843-3848

    • DOI

      10.1021/jz5019948

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Controlling Hydrogenation of Solid Benzene by Quantum Tunneling via Surface Structure2015

    • Author(s)
      T. Hama, H. Ueta, A. Kouchi, N. Watanabe, H. Tachikawa
    • Organizer
      Second Workshop on Experimental Laboratory Astrophysics
    • Place of Presentation
      Poipu, Kauai, Hawaii, U. S. A.
    • Year and Date
      2015-02-23 – 2015-02-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Quantum State-Resolved Gas/Surface Reactivity: Probing the Role of Vibration in Dissociative Chemisorption2014

    • Author(s)
      H. Ueta, P.M. Hundt, M.E.V. Reijzen, H.J. Chadwick, R.D. Beck
    • Organizer
      The 7th International Symposium on Surface Science
    • Place of Presentation
      Shimane Prefectural Convention Center, Kunibiki Messe, Matsue, Shimane, Japan
    • Year and Date
      2014-11-02 – 2014-11-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Hydrogen atom addition reactions to solid benzene by quantum tunneling and its strong structure dependence2014

    • Author(s)
      T. Hama, H. Ueta, A. Kouchi, N. Watanabe, H. Tachikawa
    • Organizer
      ISM2014
    • Place of Presentation
      Hokkaido University, Sapporo, Japan
    • Year and Date
      2014-10-16 – 2014-10-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 白金表面における振動励起したメタン分子の解離吸着反応2014

    • Author(s)
      植田寛和, L. Chen, R. D. Beck
    • Organizer
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学札幌キャンパス,札幌市
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Dramatic change in hydrogenation efficiency of solid benzene at low temperature between the crystalline and amorphous surfaces2014

    • Author(s)
      T. Hama, H. Ueta, A. Kouchi, N. Watanabe
    • Organizer
      第30回化学反応討論会
    • Place of Presentation
      イーグレ姫路, 姫路市
    • Year and Date
      2014-06-04 – 2014-06-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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