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2014 Fiscal Year Annual Research Report

クラスターイオンの質量選択光解離画像観測法の開発と解離反応動力学の解明

Research Project

Project/Area Number 25620007
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

美齊津 文典  東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (20219611)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Keywords光解離反応 / クラスター / 質量分析 / 画像観測 / 装置開発研究
Outline of Annual Research Achievements

本研究計画では、ナノ材料の微視的モデルとして重要なクラスターのイオンについて、光解離反応で生成したイオンの並進速度・放出角度分布を、イメージング検出器を使って観測する手法の開発を行い、種々のクラスターイオンに関して解離の動力学を明らかにすることを目的としている。本計画で開発する装置は、クラスターイオンと生成物イオンの双方の質量を特定するための複数の反射電極を持つ飛行時間質量分析計と、画像観測装置を効率良く組合わせるという世界でも類の無い特長を有している。これによって、レーザー光解離反応で生成したイオンの放出角度分布と並進速度分布の双方を画像として一気に取得することができる世界で初めて可能となり、光解離反応機構の理解をより深めていくことができると期待されている。
本研究では、サイズ選択されたクラスターイオンの光解離動力学を研究するために、新たな複数反射型飛行時間質量分析計を設計・製作し、現有のクラスター生成・画像観測装置に組み込んで研究を行っていく予定である。前年度に、既にイオンの軌道解析ソフトウエアを駆使して設計された図面をもとに製作を依頼・完了し、それを現有装置に組み込む作業まで完了していた。
最終年度である26年度は、まず既に放出角度分布・並進速度分布の知られているMg-Ar+の系で紫外光解離実験を行うことによって、校正実験を進めた。その結果、画像の拡大率を決める条件を決定することができた。さらにその条件をもとにして、二酸化炭素二量体イオン(CO2)2+の紫外光解離によって生成した二酸化炭素分子イオンCO2+の画像を初めて観測し、その結果と量子化学計算の結果とをもとにして、光励起と解離反応の機構について考察した。
これらの結果は、既に学会で発表するとともに、論文発表の準備を進めている。今後はさらに多様なクラスター系への展開を計画している。

  • Research Products

    (14 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results,  Acknowledgement Compliant: 6 results) Presentation (4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Structures and CO-Adsorption Reactivities of Nickel Oxide Cluster Cations Studied by Ion Mobility Mass Spectrometry2015

    • Author(s)
      K. Ohshimo, S. Azuma, T. Komukai, R. Moriyama, and F. Misaizu
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1021/jp5115674

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Photofragment imaging from mass-selected ions using a reflectron mass spectrometer I. Development of an apparatus and application to Mg+-Ar complex2015

    • Author(s)
      H. Hoshino, Y. Yamakita, K. Okutsu, Y. Suzuki, M. Saito, K. Koyasu, K.Ohshimo, and F.Misaizu
    • Journal Title

      Chem. Phys. Lett.

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Photofragment imaging from mass-selected ions using a reflectron mass spectrometer II. Formation mechanism of MgF+ in photodissociation of Mg+-FCH3 complex2015

    • Author(s)
      K. Okutsu, K. Ohshimo, H. Hoshino, K. Koyasu, and F. Misaizu
    • Journal Title

      Chem. Phys. Lett.

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 移動管法を使った原子分子科学とその周辺  第5回 移動管法によるイオンの異性体分離を利用した研究2015

    • Author(s)
      小安喜一郎、美齊津文典
    • Journal Title

      しょうとつ

      Volume: 12 Pages: 27-35

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Isomer Separation of Iron Oxide Cluster Cations by Ion Mobility Mass Spectrometry2014

    • Author(s)
      K.Ohshimo, T. Komukai, R. Moriyama, and F. Misaizu
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. A

      Volume: 118 Pages: 3899-3905

    • DOI

      10.1021/jp5015687

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Compact Non-Rock-Salt Structures in Sodium Fluoride Cluster Ions at Specific Sizes Revealed by Ion Mobility Mass Spectrometry2014

    • Author(s)
      K.Ohshimo, T. Takahashi, R. Moriyama, and F. Misaizu
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. A

      Volume: 118 Pages: 9970-9975

    • DOI

      10.1021/jp5061396

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Application of Ion Mobility-Mass Spectrometry to the Study of Ionic Clusters: Investigation of Cluster Ions with Stable Sizes and Compositions2014

    • Author(s)
      K.Ohshimo, T. Komukai, T. Takahashi, N. Norimasa, J. W. J. Wu, R. Moriyama, K. Koyasu, and F. Misaizu
    • Journal Title

      Mass Spectrometry

      Volume: 3 Pages: S0043-1-7

    • DOI

      10.5702/massspectrometry.S0043

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 移動管法を使った原子分子科学とその周辺 第2回 原子衝突分野におけるイオン移動度実験2014

    • Author(s)
      田沼 肇、美齊津文典
    • Journal Title

      しょうとつ

      Volume: 11 Pages: 104-115

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 移動管法を使った原子分子科学とその周辺  第4回 イオン移動度質量分析法によるクラスターイオンの構造研究2014

    • Author(s)
      大下慶次郎、美齊津文典
    • Journal Title

      しょうとつ

      Volume: 11 Pages: 148-156

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 直線二段反射型質量分析計を用いた(CO2)2+の光解離画像観測2015

    • Author(s)
      藤本圭太、山﨑謙一郎、奥津賢一、中野元善、大下慶次郎、美齊津文典
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      千葉県船橋市
    • Year and Date
      2015-03-27 – 2015-03-27
  • [Presentation] 直線二段反射型質量分析計を用いたMg+Ar錯体イオンの光解離画像観測2014

    • Author(s)
      山崎謙一郎、奥津賢一、大下慶次郎、美齊津文典
    • Organizer
      第8回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      広島県東広島市
    • Year and Date
      2014-09-21 – 2014-09-21
  • [Presentation] Photofragment-ion imaging from mass-selected cluster ions using a linear-type tandem reflectron2014

    • Author(s)
      K. Okutsu, K. Yamazaki, K. Ohshimo, and F. Misaizu
    • Organizer
      17th International Symposium on Small Particles and Inorganic Clusters
    • Place of Presentation
      福岡県福岡市
    • Year and Date
      2014-09-09 – 2014-09-09
  • [Presentation] Development of a photofragment ion imaging apparatus using a linear-type tandem reflectron2014

    • Author(s)
      K. Okutsu, K. Yamazaki, K. Ohshimo, and F. Misaizu
    • Organizer
      第30回化学反応討論会
    • Place of Presentation
      兵庫県姫路市
    • Year and Date
      2014-06-04 – 2014-06-04
  • [Remarks] 原子分子クラスターイオンの構造と反応動力学

    • URL

      http://qpcrkk.chem.tohoku.ac.jp/research.html

URL: 

Published: 2016-06-01  

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