2020 Fiscal Year Annual Research Report
Laser spectroscopy and multivariate analysis to observe infrared absorption cross section of size-selected clusters
| Project/Area Number |
18K05029
|
|---|
| Research Institution | Shizuoka University |
|---|
Principal Investigator |
松本 剛昭 静岡大学, 理学部, 准教授 (30360051)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井口 佳哉 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 教授 (30311187)
森田 成昭 大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (20388739)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 2次元相関分光 / キャビティリングダウン分光 / 赤外分光 / 分子クラスター |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
・超音速ジェット中に生成したベンゼンクラスターのCH伸縮振動領域の赤外スペクトルを、キャビティリングダウン分光法を用いて測定した。さらに、測定したスペクトルに主成分分析によるノイズ除去と二次元相関分光によるピーク分離を適用した多変量解析を行った。観測領域には赤外活性であるモード20のバンドだけでなく、骨格振動由来の倍音や結合音によるフェルミトライアドが観測される。フェルミトライアドの相対強度比をベンゼン単量体とクラスターとの間で比較すると、クラスターサイズの増加に伴い強度比が大きく変化する様子が観測された。このことは、クラスター形成によりCH伸縮振動および骨格振動が変調され、それに伴いフェルミ共鳴の相互作用も変調されることを示唆する。この結果をより定量的に考察するために、CH振動領域でフェルミ共鳴が存在しない13Cに同位体置換したベンゼンを用いたスペクトル観測を視野に入れている。
・アルキルシラン化合物の一つであるtert-ブチルジメチルシラン（BDMS）を受容体、アセチレン（ACL）を供与体とした二水素結合クラスター（ACL-BDMS）を超音速ジェット中に生成して、CH伸縮振動領域の赤外スペクトルをキャビティリングダウン分光法により観測した。ACL単量体の振動バンドに対して15および30 cm-1だけ低波数側に二水素結合クラスターに由来するバンドが観測された。試料混合ガスの蒸気圧を変動させた測定より、各バンドをACL-BDMSの1-1および1-2クラスターと帰属した。DFT計算により1-2クラスターの構造最適化および基準振動解析を行ったところ、ACLの両端にBDMSが二水素結合する対称的ダンベル構造が実測結果をよく再現することがわかった。この構造は極めて特異的であり、さらなる確証に向けて高精度なスペクトル観測と多種多様なDFT計算を展開することとしている。
|
Research Products
(2 results)
