2020 Fiscal Year Research-status Report
Energy dissipation process in H2 ortho-para conversion on surface
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20K05337
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
植田 寛和 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 任期付研究員 (20705248)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 水素分子 / 表面 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
核スピンと回転状態の変化を伴う水素分子のオルトーパラ（o-p）転換は，様々な固体表面で誘起されることが知られているが，転換における回転エネルギーの散逸過程は未だ理解されていない．本研究は，o-p転換におけるエネルギー散逸を理解することを目的とする．
表面との結合が強い化学吸着系として知られるパラジウム(210)表面のH2 o-p転換時間測定に着手した．分子線，光脱離－共鳴多光子イオン化（REMPI）法を組み合わせたo-p転換時間測定手法を構築した．表面滞在時間を変化させながら，表面吸着した水素分子を光脱離させ分子をREMPI法で回転分光し，水素分子の回転状態分布の時間変化からo-p転換時間を決定した．表面温度50 Kのパラジウム表面での実験の結果，過去に報告されている物理吸着系に比べて転換時間が2－3桁小さく，基板との強い結合を反映して速い転換が促進されることを見出した．また，調べた光脱離水素分子の回転分布には，50 Kの孤立系での熱平衡状態ではほとんど存在しない高次の回転励起分子も存在することが明らかになった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
従来の手法よりも測定分解能を向上させることで，パラジウム表面に化学吸着した水素分子の転換時間～2秒を決定することができた．o-p転換のエネルギー散逸過程を理解する糸口として当初の計画通り表面温度依存性を調べていく．表面温度を変化させた実験には着手しており，引き続き実験を進めていく予定である．
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続きパラジウム表面でのo-p転換における表面温度依存性を調べるとともに，他の固体表面でのo-p転換を調べていく．パラジウム表面での温度依存性の傾向と比較することで，エネルギー散逸の理解を深めていきたい．
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| Causes of Carryover |
当初計画において令和2年度に購入を予定していた物品について，代替品がみつかったため，購入予定額と実際の購入額に差額が生じたこと及び新型コロナウイルス感染症の感染拡大の影響を受けて，出張を取りやめたことから次年度使用額が生じた．次年度使用額は令和3年度分経費と合わせて，令和3年度以降に実施する実験に必要な物品の購入に係る経費として使用する．
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Research Products
(3 results)
