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配向交差分子線の衝突イオン化反応による分子軌道の立体反応特性の3次元計測

Research Project

Project/Area Number03J07372
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 物理化学
Research InstitutionTohoku University
Research Fellow 山崎 優一  東北大学, 大学院・理学研究科, 特別研究員(DC1)
Project Period (FY) 2003 – 2005
Project Status Completed(Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥3,300,000 (Direct Cost : ¥3,300,000)
Fiscal Year 2005 : ¥900,000 (Direct Cost : ¥900,000)
Fiscal Year 2004 : ¥900,000 (Direct Cost : ¥900,000)
Fiscal Year 2003 : ¥1,500,000 (Direct Cost : ¥1,500,000)
Keywordsペニングイオン化 / 古典トラジェクトリ計算 / 分子軌道 / 相互作用ポテンシャル / 反応動力学 / 電子分光 / Penning Ionization / Classical Trajectory Calculations / Molecular Orbital / Interaction Potential / Reaction Dynamics / Electron Spectroscopy / ペニングイオン化反応 / 立体動力学
Research Abstract

本研究では、ペニングイオン化電子分光法を用いて、分子軌道の空間分布に関する情報を実験的に得ることを目指してきた。準安定励起ヘリウム原子He^*(2^3S)によるペニングイオン化反応においては、部分イオン化断面積の衝突エネルギー依存性(CEDPICS)には、標的MOおよび分子間ポテンシャル両者の立体的特徴が反映される。しかしながら、得られる実験データの制約などから、これまではMOあるいは相互作用ポテンシャル面の形状のどちらかを仮定して、一方のみを実測CEDPICSに照らし合わせて最適化する研究を推進してきた。本年度は、最近の実験装置の改良によって、これまでより広範な衝突エネルギー範囲でCEDPICSを観測できるようになったため、相互作用ポテンシャル面とMOの組を同時に最適化することを試みた。その際、MO形状を柔軟かつ効率的に最適化するためには、二倍原子価基底の枠組みでMO関数を表現する方法を採用した。その結果、窒素および一酸化炭素について、新しく得られた実測CEDPICSを十分に再現する相互作用ポテンシャル面とMOを同時に決定することができた。得られた相互作用ポテンシャル面に関しては、以前の研究と矛盾のない結果であり、最適化の解釈を与えることができた。一方、実験的に得られたMOを解釈するために、理論的に得られる種々のMOとその空間的な特徴に関して比較を行った。その結果、実験的MOは、理論計算において代表的なHartree-FockやKohn-Sham軌道とは異なった特徴を示すことが分かった。これは、Hartree-FockやKohn-Sham軌道ではイオン化過程に関して必ずしも厳密なMOを与えるものではないためであり、イオンと中性の正確な波動関数で定義されるDyson軌道によって初めて実験的MOの意味づけを与えられることを示した。

Report

(3results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report

Research Products

(8results)

All 2006 2005 2004 Other

All Journal Article Publications

  • [Journal Article] Collision-Energy-Resolved Penning Ionization Electron Spectroscopy of Phenylacetylene and Diphenylacetylene by Collision with He^*(2^3S) Metastable Atoms2006

    • Author(s)
      Andriy Borodin et al.
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry A 110

      Pages : 1783-1790

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Collision-energy-resolved Penning ionization electron spectroscopy of styrene, 2-vinylpyridine, and 4-vinylpyridine with He*(2^3S) metastable atoms2006

    • Author(s)
      Masakazu Yamazaki et al.
    • Journal Title

      The European Physical Journal D 38

      Pages : 47-57

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Collision-Energy-Resolved Penning Ionization Electron Spectroscopy of HCOOH, CH_3COOH, and HCCOCH_3 by Collision with He^*(2^3S) Metastable Atoms2005

    • Author(s)
      Andriy Borodin et al.
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry A 109

      Pages : 4721-4727

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Development of a cooled He^*(2^3S) beam source for measurements of state-resolved collision energy dependence of Penning ionization cross sections : Evidence for a stereospecific attractive well around methyl group in CH_3CN2005

    • Author(s)
      Takuya Horio et al.
    • Journal Title

      The Journal of Chemical Physics 123

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Penning ionization electron spectroscopy of C_6H_6 by collision with He*(2^3S) metastable atoms and classical trajectory calculations : Optimization of ab initio model potentials2005

    • Author(s)
      Masakazu Yamazaki, Satoshi Maeda, Naoki Kishimoto, Koichi Ohno
    • Journal Title

      The Journal of Chemical Physics 122

      Pages : 44303-44303

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Two-dimensional Penning ionization electron spectroscopic study on outer characteristics of molecules2005

    • Author(s)
      Koichi Ohno, Masakazu Yamazaki, Satoshi Maeda, Naoki Kishimoto
    • Journal Title

      Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena 142

      Pages : 283-293

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Determination of outer shape of molecular orbitals based on two-dimensional Penning ionization electron spectroscopy for N_2, and CO by He*2^3S2004

    • Author(s)
      Masakazu Yamazaki, Satoshi Maeda, Koichi Ohno
    • Journal Title

      Chemical Physics Letters 391

      Pages : 366-373

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] Satoshi Maeda, Masakazu Yamazaki, Naoki Kishimoto, Koichi Ohno: "An overlap expansion method for improving ab initio model potentials : Anisotropic intermolecular potentials of N_2, CO, and C_2H_2 with He^*(2^3S)"Journal of Chemical Physics. 120. 781 (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report

URL :

Published : 2003-04-01   Modified : 2016-04-21  

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