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超音速分子線による中性分子配向効果と衝突イオン化反応過程の立体異方性の研究

Research Project

Project/Area Number 04J03231
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

堀尾 琢哉  東北大学, 大学院理学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2004 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords衝突イオン化反応 / 衝突エネルギー / 電子分光 / 部分イオン化断面積 / 超音速分子線 / 分子配向 / 相互作用ポテンシャルの異方性 / 低温励起原子ビーム源 / ペニングイオン化 / 古典トラジェクトリ計算
Research Abstract

昨年度(平成16年度)に行った液体窒素冷却型放電ノズルの開発により、衝突エネルギー分解ペニングイオン化電子分光法において観測可能な衝突エネルギー範囲を従来の70-350meVから20-350meVに拡大することができた。本年度はこの低温励起原子ビーム源を用いて、低エネルギー領域における実測データの不足から衝突イオン化反応の立体異方性を明らかにすることができなかった系(不飽和炭化水素(アセチレン,エチレン),アセトニトリル,硫化カルボニル)に対して、系統的な研究を行った。具体的には上記分子のHe^*(2^3S)励起原子による部分イオン化断面積の衝突エネルギー依存性(Collision Energy Dependence of Partial Ionization Cross Sections : CEDPICS)を20-350meVのエネルギー範囲において測定した。さらに実測CEDPICSおよび古典トラジェクトリ計算をもとにした理論計算により、実測CEDPICSを再現する定量的な相互作用ポテンシャルを求め、その立体異方性およびその原因を明らかにした。また低温励起原子ビーム源の開発とアセトニトリルに関する研究成果、およびアセチレンとエチレンに関する研究成果を学術論文として公表した。本研究課題である超音速分子線中における中性分子配向効果を明らかにするためには、励起原子-標的分子間の相互作用ポテンシャルを精密に求めることが必要不可欠であり、低温励起原子ビーム源の開発によりそれが可能となったと言える。以上より、本研究は超音速分子線中における中性分子配向効果および衝突イオン化過程における反応確率の立体異方性を明らかにするための実験手法の確立に大きく寄与したと結論できる。

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2006 2005 2004

All Journal Article (4 results)

  • [Journal Article] Probing anisotropic interaction potentials of unsaturated hydrocarbons with He^*(2^3S) metastable atom : Attractive-site preference of σ-direction in C_2H_2 and π-direction in C_2H_42006

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

      The Journal of Chemical Physics 124

    • 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 stereo specific attractive well around methyl group in CH_3CN2005

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

      The Journal of Chemical Physics 123

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] A crossed-molecular beam study on collisional ionization dynamics of acetonitrile and benzene molecules with He^*(2^3S) metastable atoms2004

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

      Chemical Physics Letters 384

      Pages: 73-79

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Low velocity experiments for collision energy dependence of partial ionization cross-sections of C_2H_2 with He^*(2^3S) metastable atoms2004

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

      Chemical Physics Letters 397

      Pages: 242-246

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-04-01   Modified: 2024-03-26  

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