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炭素クラスタ-の振動構造決定と成長過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 03249215
研究種目

重点領域研究

配分区分補助金
研究機関東京都立大学

研究代表者

城丸 春夫  東京都立大学, 理学部, 助手 (70196632)

研究分担者 小林 信夫  東京都立大学, 理学部, 教授 (30087100)
阿知波 洋次  東京都立大学, 理学部, 助教授 (20002173)
鈴木 信三  東京都立大学, 理学部, 助手 (10226516)
研究期間 (年度) 1991 – 1992
研究課題ステータス 完了 (1991年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
1991年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
キーワード星間分子 / 炭素クラスタ- / レ-ザ-蒸発法 / レ-ザ-光脱離 / しきい電子分光 / 6極磁石 / イオントラップ / 酸化物
研究概要

以下の3点について実験を行った。
1.しきい電子スペクトル測定を炭素および珪素クラスタ-を対象として行った。クラスタ-の負イオンは、レ-ザ-蒸発法によって生成し、パルス電場による飛行時間法によりサイズ分離を行った。光脱離実験は特定の負イオンに同期した色素レ-ザ-を照射して光電子放出を起こさせて行った。脱離によって生じた光電子のうちしきい電子(ゼロ運動エネルギ-電子)を遅延パルス電場により選別して測定しながら色素レ-ザ-の波長を走査して、しきい電子スペクトルを測定した。まずSi原子について測定を行い、 ^3P状態の3つのJレベルを完全に分離することができた。分解能は20cm^<-1>であった。クラスタ-についてはSi4量体を測定し、振動構造がはっきりと分離した形でスペクトルを得た。
2.偶数個の炭素原子で構成される炭素クラスタ-(偶数クラスタ-)は直鎖構造であれば電子状態がスピン3重項、環状であれば1重項である。そこで6極磁石を利用して3重項の4、6量体(=直鎖クラスタ-)を検出した。またC_4,C_6クラスタ-中に収束できない成分、つまり1重項の環状クラスタ-が存在していることも示唆する結果を得た。
3.レ-ザ-蒸発で直接生成した正負クラスタ-イオンを同時にイオントラップに閉じ込めて反応実験を行った。反対荷電を持つ粒子の同時閉じ込めの成功は初めてのことである。酸素の存在下でクラスタ-の反応性をサイズの関数として測定した結果、正イオンが比較的容易に酸化されるのに対して、負イオンクラスタ-の反応性は非常に低いことが分かった。特に奇数クラスタ-の酸化物はほとんど観測されなかった。

報告書

(1件)
  • 1991 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (6件)

  • [文献書誌] H.Shiromaru: "Determination of the spin state for carbon clusters:Focusing effect of hexapole magnetic field." in press.Proc.Int.Symp.on the Physics and Chemistry of Finite Systems:From Clusters to Crystals.the NATO ASI series.

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] T.Moriwaki: "Dynamics of the clusterーsurface interaction:Collisional detachment of size selected carbon negative cluster ions." in press.Proc.Int.Symp.on the Physics and Chemistry of Finite Systems:From Clusters to Crystals.the NATO ASI series.

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kato: "Electron absorption spectra of the radical anions and cations of fullerenes:C_<60> and C_<70>." Chem.Phys.Lett.180. 446-450 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kikuchi: "Separation,detection,and UV/Visible absorption spectra of fullerenes;C_<76,> C_<78,> and C_<84>." Chem.Lett.1607-1710 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shiromaru: "Collisional electron emission at solid surface induced by mass selected negative cluster ions." z.phys.DーAtoms Molecules and Clusters. 20. 141-143 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Achiba: "Evidence of linear chain for n>10 carbon negative clusters revealed by mass selected photodetachment spectroscopy." z.phys.DーAtoms,Molecules and Clusters. 19. 427-429 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書

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公開日: 1991-04-01   更新日: 2016-04-21  

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