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表面吸着分子とそのモデルクラスターにおける電子構造の対応性の研究

Research Project

Project/Area Number 08454173
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

美齊津 文典 (美齋津 文典)  東北大学, 大学院・理学研究科, 講師 (20219611)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山北 佳宏  東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (30272008)
Project Period (FY) 1996 – 1998
Project Status Completed (Fiscal Year 1998)
Budget Amount *help
¥8,000,000 (Direct Cost: ¥8,000,000)
Fiscal Year 1998: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 1997: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Fiscal Year 1996: ¥5,600,000 (Direct Cost: ¥5,600,000)
Keywordsクラスター / 分子吸着方面 / 光電子分光 / 負イオン / 磁気ボトル型分析器 / 光イオン化 / 質量分析 / 電子構造 / 吸着 / 分子吸着表面
Research Abstract

本研究では凝縮相の金属-分子共存系(分子吸着金属表面、金属イオン溶解有機溶液など)の局所モデルとしての、金属原子およびそのクラスターと分子とからなるクラスターに着目し、その電子構造、幾何構造、反応性等に関する知見を得るために以下のような研究・開発を行つた。
A.レーザー蒸発法によるクラスター負イオンビーム生成―磁気ボトル型電子エネルギー分析器の開発と金属クラスター-分子二成分クラスターヘの適用
この課題においてはまず最初の一年間は装置製作と性能試験に費やした。実際の金属クラスターー分子二成分系として、Cu一NO系、CuーCO_2系、Na―NO系を取り上げ、それぞれに関して代表的なクラスター負イオンの光電子スペクトルを測定した。さらにこの実験結果を解釈するうえで密度汎関数法を用いた理論計算を行い、負イオンおよび対応する中性種の幾何構造、電子分布等に関して議論を行つた。特に後二者の系では負イオンにおいて、金属原子から分子への電子移動が起こつていることが明らかとなった。
B.金属原子-有機分子クラスターの光イオン化と理論計算によるクラスター内電子移動過程の研究
この課題では、中性の金属原子溶媒和型クラスターにおける電子移動過程を微視的に観測することを目的として、各クラスターの光イオン化敷居エネルギーを測定し、理論計算との比較から議論を行つた。具体的には、アルカリ金属(Li,Na,K)と有機分子(アセトニトリル、アセトン、アクリロニトリル)の組み合わせからなるクラスターに関してそれぞれ測定と計算を行つた。その結果、特にアクリロニトリル系では中性クラスター内で金属原子からの電子移動の結果、凝縮相におけるアニオン重合に対応した反応が誘起され、アクリロニトリル三分子が重合により環状分子となつて安定化されることが明らかとなった。

Report

(4 results)
  • 1998 Annual Research Report   Final Research Report Summary
  • 1997 Annual Research Report
  • 1996 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All Other

All Publications (10 results)

  • [Publications] F. Misaizu: "Negative lon Photoelectron Spectroscopy of Cu Clusters Reacted with NO Molecules"European Phys. J. D. 9. 297-301 (1999)

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      1998 Final Research Report Summary
  • [Publications] K. Ohshimo: "Photoionization and Density Functional Study for Clusters of Alkali Metal Atoms with Acetronitrile M(CH_3CN)_n (M=Li and Na)"Chem. Phys. Letters. 301. 356-364 (1999)

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      1998 Final Research Report Summary
  • [Publications] H. Tsunoyama: "Photoionization and Density Functional Theory Study of Clusters of Alkali Metal-Acetone Molecule Custers. M[(CH_3)_2CO]_n (M=Li nad Na)"Chem. Phys. Letters. 316. 442-448 (2000)

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      1998 Final Research Report Summary
  • [Publications] K. Ohshimo: "Anionic Oligomerization of Acrylonitrile Molecules Initiated by Intracluster Electron Transfer from Alkali Metal Atoms"J. Phys. Chem.. 104. 765-770 (2000)

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      1998 Final Research Report Summary
  • [Publications] K.Ohshimo: "Photoionization and Density Functional Study of Clusters of Alkali Metal Atoms Solvated with Acetonitrile M(CH_3CN)_n(M=Li and Na)" Chem.Phys.Letters. 301. 356-364 (1999)

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      1998 Annual Research Report
  • [Publications] F.Misaizu: "Negative-Ion Photoelectron Spectroscopy of Cn clusters Reacted with NO Molecules" European Phys.J.D. (in press). (1999)

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      1998 Annual Research Report
  • [Publications] R.Takasu: "Microscopic Soluation process of Alkali Atoms in Finitc Clusters : Photoelectron and Photoionization Studies of M(NH3)_n and M(H_2)_n (M=Li,Li^-,Na^-)" Journal of Physical Chemistry,A. 101. 3078-3087 (1997)

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      1997 Annual Research Report
  • [Publications] F. Misaizu: "Photoelectron Spectroscopy of Mass-Selected Metal-Water Cluster Negative Ions : Cu^-(H_2O)_n and Na^-(H_2O)_n" Surface Review and Letters. 3. 405-410 (1996)

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      1996 Annual Research Report
  • [Publications] R. Takasu: "Electronic Structure and Stability of NH_4(NH_3)_n and NH_4(NH_3)_n(H_2O)_n" Surface Review and Letters. 3. 353-357 (1996)

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      1996 Annual Research Report
  • [Publications] M. Sanekata: "Photodissociation Study on Ca^+(H_2O)_n, n=1-6" J. Chemical Physics. 104. 9768-9778 (1996)

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      1996 Annual Research Report

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Published: 1996-04-01   Modified: 2016-04-21  

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