傾斜電界型イオンリフレクタを用いた質量方析計による超高質量分子イオン検出器の試作

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01840020
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: 篠原 久典 三重大学, 工学部, 助教授 (50132725)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鷲田 伸明 国立環境研究所, 大気圏環境部, 部長 (70101045) ; 西 信之 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 助教授 (60013538)
• Keywords: レ-ザ-多光子イオン化 / 超高質量分子イオン / リフレクトロン / TOF質量分析計 / ポストアクセレレ-ション / 分子クラスタ- / 超音速分子線

Research Abstract

レ-ザ-多光子イオン化法を用いた超高質量分子イオン検出器の試作を努みた。質量方析計には、イオン透過率に優れ、原理的原検出限界のない飛行時間(TOF)型のものを用いた。更に、質量方析時の方解能を向上させる目的でイオンリフレクタ-(リフレクトロン)をTOF質量方析計に内蔵させた。高い質量数領域では、リフレクトロンの使用は不可欠となる。試作したシステムは、大きく3つの部分から成っている。(1)高質量分子イオン生成部,(2)イオン化部,(3)イオン反射鏡と検出部。高質量分子としては、超音速方子線法で生成した種々の分子クラスタ-を用いた。具体的にはベンゼンヤアンモニアなどの分子クラスタ-で、サイズ数が数
10〜100程度のクラスタ-を生成した。イオン化は紫外レ-ザ-の2光子イオン化法を用いた。この方法は、イオン化の効率が非常に高いこと,選択的にイオン化できること,の2点に於いて他のイオン化法と比較して格段と優れている。イオン反射鏡には、傾斜電界型のものを用いた。検出部はポストアクセレレ-ション(後段加速)を設えたマチレチチャンネルプレ-ト電子増倍管を用いた。
本システムで観測された、最高質量の分子クラスタ-はベンゼンクラスタ-の60量体(mle【similar or equal】4,800)であった。実際には、チャンネルプレ-トの検出感度が高質量傾で急激に減少するために、60量体程度が検出限界となっている。コンバ-ジョン・ダイノ-ド型の検出器を用いれば更に高質量の分子イオンを検出できると思われる。現段階でも、本TOFシステムは、質量検出限界、及び質量方解能の2点に於いて、最も優れたりリフレクトロンTOF質量方析計

Research Products

• [Publications] H.Shinohara: "Photoionization Mass Spectroscopic Studies of Ethylene and Acetylene Clusters" J.Phys.Chem.94. 6718-6723 (1990)
• [Publications] H.Shinohara: "Metastable Dissociation Dynamics of Molecular Cluster Ions" Z.Phy.D__ー.
• [Publications] H.Shinohara: "Metastable Dissociation Dynamics of Benzene and Fluorobenzene Clusters" J.Chem.Phys.
• [Publications] 篠原 久典: "レ-ザ-イオン化・飛行時間型質量方析法による分子クラスタ-の研究" 質量分析. 38. 43-63 (1990)
• [Publications] 正畠 宏祐: "光化学と分光計測:第3講 分子線技術" 分光研究. 39. 187-202 (1990)
• [Publications] 篠原 久典: "固体C_<60>クラスタ-の発見" 化学. 46. 70-70 (1991)