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負イオンクラスターの衝突脱離電子分光法の開発と固体表面相互作用解明への応用

研究課題

研究課題/領域番号 03453014
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 物理化学一般
研究機関東京都立大学

研究代表者

阿知波 洋次  東京都立大学, 理学部, 助教授 (20002173)

研究分担者 鈴木 信三  東京都立大学, 理学部, 助手 (10226516)
城丸 春夫  東京都立大学, 理学部, 助手 (70196632)
研究期間 (年度) 1991 – 1992
研究課題ステータス 完了 (1992年度)
配分額 *注記
6,900千円 (直接経費: 6,900千円)
1992年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1991年度: 4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
キーワード炭素クラスター / 固体表面 / 衝突 / 2次電子放出 / 負イオン / フラーレン / 構造是性体 / 構造異性体 / RHEED / 半導体クラスタ- / レ-ザ-蒸発法 / 飛行時間型質量分析 / 電子分光 / フラ-レン
研究概要

炭素、シリコンの負イオンクラスターをMoS_2単結晶表面に衝突させて、2次電子放出、散乱イオン、基板電流を入射エネルギーの関数として測定した。低い衝突エネルギーで電子放出効率がピークをもつという新しい現象について詳細な検討を加えた結果、この機構はクラスターのポテンシャル曲面に強く支配されていることがわかった。つまり負イオンと中性のポテンシャル面の交差が低いエネルギーでおきるものは低い衝突エネルギーで電子が脱離するが、一方交差が高いエネルギーで起こる場合には大きな衝突エネルギーが必要であり、その場合電子脱離がターゲット表面のより近傍(又は内側)で起こるため、電子は真空中に放出されず基板に流れると考えると実験事実がうまく説明できる(実際基板電流は電子放出と相補的な関係にあることを確認した)。今後の課題としては、より高いエネルギー分解能で実験を行なうことが重要である。またシリコン単結晶をターゲットとした実験を行うために超高真空槽を作成し、本課題で購入したRHEEDを用いてシリコン表面の評価を行なった。
一方、電子放出のピークがクラスターの構造に非常に敏感であることを利用して、衝突実験からクラスターの構造に関する知見を得ることを試みた。本研究では炭素クラスターをレーザー蒸発法およびフラーレンのレーザー脱着という二種類の方法で発生させ衝突実験を行なった。その結果、電子放出効率はクラスターの発生法によって全く異なっていることがわかった。このことから、レーザー蒸発のように原子からクラスター成長していく場合とフラーレンから分解していく場合で、別の構造のクラスターができている。つまり低温でのクラスター成長ではフラーレンはできない、という重要な結論が得られた。

報告書

(3件)
  • 1992 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1991 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (27件)

  • [文献書誌] T.Moriwaki: "Dynamics of cluster-surfaie in Teracton:Euidenco of structual Isomers of C<-/60>" Z.Phys.Chem.

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Moriwaki: "Low energy collisian of negatine carbon clusterions wity surfaces:Collisional electron detachment" J.Phys.Chem.96. 9092-9094 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Moriwaki: "Dynamics of cluster-surface interaction :collisional detachment of sise selected carbonnegatine cluster ions." Physics and Chemistry of Finite Systems. 447-452 (1991)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Achiba: "A hypothet:cal growth of carbon 5/6 network" Naterial Science and Engineerirg B,in press.

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Shiromaru: "Threshold electron spectra of semiconductor cluster ions" Z.Phys.D,in press.

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Achiba: "Size-and State-selected sluster chemistry" Proc.SPIE. 1638. 44-45 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Moriwaki, H.Shiromaru and Y.Achida: "Dynamics of cluster-surface interaction: Evidence of structual isomers of C_<602>^<-n>" Z.Phys.D.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.moriwaki, H.Matsuura, K.Aihara, H.Shiromaru and Y.Achiba: "Low energy collision of negative carbon cluster ions with surfaces: collisional electron detachment" J.Phys.Chem. 95. 9092 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Moriwaki, H.Shiromaru and Y.Achiba: "Dynamics of the cluster-surface interaction: collisional detachment of size selected carbon negative cluster ions" Physica and Chemistry of Finite Systems: From Clusters to Crystals. 447-452 (1991)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Achiba, T.Wakabayashi, T.Moriwaki, S.Suzuki and H.Shiromaru: "A hypothetical growth of carbon 5/6 network" Material Science and Engineering B.

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Shiromaru, T.moriwaki, H.Ikeda and Y.Achiba: "Threshold electron spectra of semiconductor cluster ions" Z.Phys.D.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Achiba, T.Moriwaki and H.Shiromaru: "Size- and state-selected cluster chemistry" Optical Methods for Time- and State-Resolved Chemistry, Proc. SPIE. 1638. 44-55 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kikuchi,N.Nakahara, T.Wakabayashi, M.Honda, H.Matsumiya, T.moriwaki, S.Suzuke H.Shiromaru, K.Saito K.Yamauchi, I.Ikemoto and Y.Ahiba: "Isolation and identification of fullerene family: C76, C78, C82, C84, C90 and C96" Chem.Phys.Lett. 188. 177 (1991)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Shiromaru, T.Moriwaki, C.Kittaka and Y.Achiba: "Collisional electron emission at solid surfaces induced by mass selected negative cluster ions" Z.Phyd.D.20. 141 (1991)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Achiba, C.Kittaka, T.Moriwaki and H.Shiromaru: "Evidence of linear chainfor n>10 carbon negative ion clusters revealed by mass selected photodetachment spectroscopy" Z.Phys.D.19. 427 (1991)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Moriwaki: "Dynamics of cluster-surface interaction:Evidenu of structual isomers of C_<6o>^-" 2.Phys.D.

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] T.Moriwaki: "Low energy collision of negatine carbon cluster ions with surfaces:Collisional electron detachment." J.Phys.Chem.96. 9092-9094 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] T.Moriwaki: "Dynamics of cluster-surface interaction:Collisional detachment of size selected carbon negative cluster ious." Physics and Chemistry of Finite Systems. 447-452 (1991)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Achiba: "A hypothetical growth of carbon 5/6 network" Material Science and Engineering B,.

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shiromaru: "Threshold electron spectra of semiconductor cluster ions" 2.Phys.D,.

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Achiba: "Size-and state-selected cluster chemistry" Proc.SPIE. 1638. 44-55 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shiromaru: "Determination of the spin state for carbon clusters:Focusing effect of hexapole magnetic field." 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 clusteーsurface interaction:Collisional detachment of size selected carbon negative cluster ions." 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 fullerences;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 Clsters. 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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