擬ランダムパルス放電を用いた準安定励起原子と分子との反応ダイナミックスの計測

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11640499
• Research Institution: NIIGATA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 徳江 郁雄 新潟大学, 理学部, 教授 (90101063)
• Keywords: 準安定へリウム原子 / 反ダイナミックス / 発光スペクトル / ペニングイオン化 / 解離過程 / 反応断面積 / 振動回転分布

Research Abstract

準安定励起原子と標的分子との衝突による発光スペクトルの観測に液体窒素冷却型CCD検出器を導入し,ヘリウムビーム源めドリフトを気にせず,測定時間を大幅に短縮することに成功した。しかし,CCD検出器は測定時間は5分が限界であり,複数の測定データからノイズを取り除いて加算し,ピクセル間の感度のばらつきを補正して,スペクトルデータとする必要があった。ノイズを取り除くアルゴリズムを新たに開発することにより,作業負担を軽減することができた。これにより,He(2^3S)原子とアンモニア分子から生成するNH(A^3Π,c^1Δ)の振動回転分布,塩化水素や臭化水素から生成するHCl^+(A^2Σ^+)やHBr^+(A^2Σ^+)の振動回転分布,硫化水素から生成するSH^+(A^2Π_i, v'=0)の回転分布を詳細に測定できた。さらに,シミュレーションの計算精度を向上させることにより,発光スペクトルの振動回転分布を詳細に解析でき,衝突エネルギー変化を調べることにより,イオン化や解離過程の反応ダイナミックスについての知見を得ることができた。この結果,HCl^+(A, v'=0)やHBr^+(A, v'=0)状態の回転分布が2重ボルツマン分布になることを初めて明らかにした。生成イオンであるHCl^+やHBr^+状態の回転分布が2重ボルツマン分布になることの反応ダイナミックスを詳細に研究するため,入射チャネルと生成チャネルについて精度の高いポテンシャル曲面を求め,波束伝播法によって生成イオンの状態分析を行った。この結果,ペニングイオン化反応He(2^3S)+HCl→HCl^+(A)+He+eの回転励起のダイナミックスを解明できた。この手法は一般的なイオン化や励起解離過程に適用できる。

Research Products

• [Publications] 徳江郁雄: "Photoemission cross sections for fragments and molecular irons produced by collisions of He(2^3S)atoms with Sicl_4 and Gcl_4"Bull. Chem. Soc. Jpn.. 72・9. 2067-2072 (1999)
• [Publications] 山崎勝義: "Reactions of HOO(X^^~^2A',V_1V_2V_3=000, 010, 001) with molecular oxygen"J. Phys. Chem.. 104・28. 6517-6522 (2000)
• [Publications] 山崎勝義: "Deactivation rate constants of OH(X^2Π:, V=1-4) by collisions of NH_3"J. Phys. Chem.. 104・40. 9081-9086 (2000)
• [Publications] 徳江郁雄: "Formation electronically excited fragments resulting from collisions of He(2^3S) atoms with Gcl_4 and related chloromethane"Bull. Chem. Soc. Jpn.. 74・11. 2037-2043 (2001)