リュードベリ原子を負イオン源として用いた質量分析計の開発

1985 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 60840012
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 近藤 保 東京大学, 理, 助教授 (10011610)
• Keywords: リュードベリ原子 / イオン化法 / 質量分析法 / ファンデルワールスクラスター / 電子付着 / 負イオン生成

Research Abstract

高励起リュードベリ原子(【Rg^(**)】)を他の分子と衝突させて分子の負イオンを生成する過程。
【Rg^(**)】+M→ 【Rg^+】+【M^-】 ……(1)
は、通常の電子衝撃イオン化などと比較してはるかに'ソフト'なイオン化である。この原理を応用して試料分子をイオン化し、質量分析することにより、種々の分解しやすい複雑な分子の新しい分析手段を確立することを本研究の主な目標とした。その第一段階として、本年度は弱い結合力で結合したファンデルワールスクラスター分子のイオン化をとりあげた。生成したクラスターイオンを質量分析し、得られた質量スペクトルを解析することによりクラスターのイオン化過程を調べた。これらの結果を用いて、次年度の実験計画を立案した。得られた結果を以下に箇条書きする。
(1)イオン化室の設計・製作
同心円型の三重グリッドを持つイオン化室を設計・試作した(60年度研究計画調書参照)。イオン化室に導入する希ガスの種類や圧力、グリッドに与えるバイアス電圧などの最適化を行なった。
(2)クラスター負イオンの質量スペクトルおよびイオン化過程
アルゴンおよびクリプトンを希ガス原子として用い、【CO_2】,OCS,【CS_2】,【CH_3】CN,NO,【NO_2】などのクラスターをイオン化した。これらの結果から、このイオン化法が以下のような特徴を持つことが明らかになった。すなわち、【◯!a】クラスターの垂直電子親和力が正であればクラスター負イオンが効率よく生成し、【◯!b】その生成断面積は電子衝撃によるイオン化断面積よりも4桁以上大きく、その大きさは【10^(-12)】-【10^(-13)】【cm^2】である。また、【◯!c】イオン化に伴なう蒸発分子数は、分子によって大きく異なる。例えば【CO_2】では約4分子蒸発するが【CH_3】CNではほとんど蒸発しない。

Research Products

• [Publications] J.Chem.Phys.83-5. (1985)
• [Publications] J.Chem.Phys.83-5. (1985)J.Phys.Chem.
• [Publications] J.Chem.Phys.83-5. (1985)J.Phys.Chem.J.Phys.Chem.