交差イオンビーム法による正負イオン再結合反応に関する研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09440201
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 辻 正治 九州大学, 機能物質科学研究所, 助教授 (30038608)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小場瀬 宏 東和大学, 工学部, 助教授 (00221169)
• Keywords: イオンビーム / 正イオン / 負イオン / スピン-軌道状態 / 希ガスイオン / 発光スペクトル / 再結合反応

Research Abstract

希ガスの正イオンとハロゲン含有負イオンのビームを高真空下で交差衝突させるための反応室を中心に、正負イオン源、高速排気系、負イオン生成用YAGレーザー、発光観測系、反応生成物観測用の色素レーザーから成る交差イオンビーム装置を試作中である。本年度は、本研究の予備実験として下記の正負イオン再結合反応の研究を放電フロー装置を用いて行った。
Xe^+(^2P_<1/2>,^2P_<3/2>)+Br^-+He→XeBr(B,C,D),Xe^+,Br^++He (1)
He^++C_6F_5X^-(X=F,Cl,Br,CF_3)→He^++C_6F_6 (2)
CO_2^+(X^2Π_g)+C_6F_6^-→CO(d^3Δ_1,e^3Σ^-,a'^3Σ^+)+0+C_6F_6 (3)
NO^+(X^1Σ^+:v″)+C_6F_6^-→NO(A^2Σ^+,C^2Π_r,D^2Π_r)+C_6F_6 (4)
Xe^+(^2P_<1/2>,^2P_<3/2>)/Br^-/He反応(1)をXe^+のスピン-軌道状態を選別して研究した。XeBr^+とXe^+,Br^+の生成分岐比は、Xe^+(^2P_<1/2>)反応で0.73:0.087:0.19、Xe^+(^2P_<3/2>)の反応で0.99:0.0014:0.0067と決定した。He^+/C_6F_5X^-(X=F,Cl,Br,CF_3)、CO_2^+(X^2Π_g)/C_6F_6^-、NO^+(X^1Σ^+:v″)/C_6F_6^-反応(2)-(4)では中和反応でHe^+、CO^+、NO^+が生成することを紫外・可視発光スペクトルの観測から見い出した。各発光系の強度比から各励起状態の相対生成速度定数を決定した。NO^+(X^1Σ^+:v″)/C_6F_6^-反応(4)に関しては、NO^+(X^lΣ^+:v″)の振動励起がNO^+の生成に与える効果を検討した。その結果NO^+(X^1Σ^+:v″)の振動励起は、NO^+の同一振動励起状態(v'=v″)を生成し、NO^+の回転や相対並進エネルギーへはエネルギー移動が起こりにくいことを見い出した。

Research Products

• [Publications] Masaharu Tsuji: "Nascent Rovibrational Distributions of CO(d^3△.,a^3Σ)Produced in the Dissociative Recombination of CO_2 with Electrons" Journal of Chemical Physics. 108・19. 8031-8038 (1998)
• [Publications] Masaharu Tsuji: "Formation of CO(d^3△.,a^3)by Dissociative Ion-Ion Neutralization Reaction of CO_2 with C_6F_6 in the Helium Flowing Afterglow" Chemistry Letters. 1885・5. 413-414 (1998)
• [Publications] Masaharu Tsuji: "Formation of XeBr,Xe,and Br by the Xe (^2P_<1/2>)/Br/He and Xe(^2P_<2/3>)/Br/He Three-Body Ionic-Recombination Reactions in a Helium Flowing Afterglow" Journal of Chemical Physics. 109・9. 3374-3385 (1998)
• [Publications] Masaharu Tsuji: "Electronic State Distributions of He^※ Produced by Collisional Radiative Recombination of He in the Helium Flowing Afterglow" Japanese Journal of Applied Physics. 37・10. 5775-5780 (1998)
• [Publications] Masaharu Tsuji: "Emission Spectra of HeAr^2 and HeKr_2 Heterotrimer Ions Produced in a Helium Flowing Afterglow" Chemical Physics. 236・1-3. 319-329 (1998)
• [Publications] Masaharu Tsuji: "Photoelectrons Ejected from a Zirconium Surface by One-Photon or Two-Photon Lasea Ionization in Air" 九州大学機能物質科学研究所報告. 12・2. 43-45 (1998)
• [Publications] Masaharu Tsuji: "Formation of He Ryberg Sates by Ion-Ion Neutralization Reactions of He with C_4F_5X(X=F,Cl,Br,CF_3) in a Helium Flowing Afterglow" Journal of Chemical Physics. 110・6. 2903-2910 (1999)
• [Publications] Masaharu Tsuji: "The Influence of Vebrational Excited States of NO‘(X'Σ:v)on the Formation of NO by the NO(X) + C_4F_6 Ion-Ion Neutralization Reaction at Thermal Energy" Bulletin of the Chemical Society of Japan. 72・2. 293-301 (1999)