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本研究では、真空紫外光を吸収してイオン対解離した正イオンと負イオンを同時計測することによってクラスターからのイオン対生成過程を明らかにし、クラスターの超励起状態の生成および崩壊過程を解明することを目的としている。そこで、高強度のクラスタービームを生成するために、液体ヘリウム冷却型分子線源を用いた。試料ガスとしては、主に二酸化炭素(CO_2)を用いた。
分子科学研究所の極端紫外光実験施設(UVSOR)のストレイジリングからのシンクロトロン放射を励起光源として用いて、まず初めに生成したクラスターの正イオンの検出を四重極型質量分析器で行った。しかしながら、励起光強度が弱いことから、クラスターの正イオンはほとんど検出されなかった。そこで、クラスターの生成を確認するために、電子線を用いた電子衝撃によるクラスターのイオン化の実験を試みた。その結果、従来の分子線源と比較して高強度のクラスターが生成していることが確認された。今後、クラスターからのイオン対生成過程を研究するためには、励起光の強度を強くすることと生成したイオンの検出効率を上げることが必要である。現在、前者としては分光器を含めたビームライン光学系の大幅な見直しを検討中であり、後者としては飛行時間型質量分析器の改良を行っている。これらの問題が解決されることによって、クラスターからのイオン対生成過程を観測することが可能になると考えられる。
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