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クーロン爆発イメージングによる分子構造の直接観察

研究課題

研究課題/領域番号 11440178
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物理化学
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, 理学研究科, 助教授 (70196632)

研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
15,000千円 (直接経費: 15,000千円)
2001年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2000年度: 4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
1999年度: 7,300千円 (直接経費: 7,300千円)
キーワード多価イオン / クーロン爆発 / 分子構造 / ECR / 鏡像体 / 位置敏感TOF / クラスター / バックギャモンアノード / 位置敏感飛行時間測定 / 多次元検出器 / 炭素クラスター / 位置敏感アノード
研究概要

多価分子イオンの爆発的分解で生じた解離断片の飛跡分析から元の分子構造を再構築する手法「クーロン爆発イメージングCEI)」の確立をめざし、種々の分子のCEI実験を行った。多価分子イオンは、ECRイオン源から引き出したAr多価イオンビームの衝突により生成させ、飛跡の分析は位置敏感飛行時間計測によって行った。主な成果は以下のとおりである。
1:直線3原子分子であるCO_2とCS_2、非直線3原子分子であるNO_2の解離断片を全て検出してCEIを行い、それぞれ既知の結合角と矛眉のない結果を得た。入射イオンの電荷やエネルギーを変化させて解離断片の速度ベクトルを詳細に解析し、分解過程を支配する最も大きい因子は生成した標的分子の価数であることを明らかにした。
2:C-D-D3重コインシデンス計測(解離断片の一部検出)に基づくCEIにより、CD_4のD-C-D結合角が正しく得られることを示した。この結果はCEIによる局所構造解析の可能性を示唆するものである。
3:0点振動によって歪んだCD_4のカイラリテイー分析を行い、CEI法により分子のカイラリティーが直接識別できることを示した。
4:抵抗基板とバックギャモン型電極を組み合わせた新しい多次元検出器を開発した。性能評価を行い、非常に高い位置、時間分解能が得られることを示した。
以上の結果は内外の学会で発表するとともに専門誌に論文として公表した。またフラーレンの分解過程を新しい立場から解析するために、フラーレンと多価イオンの衝突実験装置を製作し、生成物の予備的な飛行時間分析実験を行った。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (21件)

  • [文献書誌] T.Nishida 他5名: "Dissociation of highly charged CS_2 formed by low energy collision of HCI"Phys.Scripta. T92. 415-419 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Tanuma 他4名: "Present status of highly charged ion experiments with an ECR ion source at TMU"J.Chinese Chem.Soc.. 48. 389-394 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kitamura 他4名: "Direct observation of "dynamic" chirality by Coulomb explosion imaging"J.Chem.Phys.. 115. 5-6 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.A.Rajgara 他7名: "Fragmentation dynamics of CS_2^<q+>(q=3-10) molecular ions"Phys.Rev.A. 64. 32712-32721 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.A.Rajgara 他6名: "Multi-hit, position-sensitive, time-of-flight spectrometry using MBWC anode"Int.J.Mass Spectrom and Ion Phys.. (in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] G.Veshapidze 他4名: "Position sensitive detector using resistive film combined with a "Modified Backgammon with Weighted Capactors" readout pad"Jpn.J.Appl.Phys.. 41. 871-875 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Nishide et al.: "Dissociation of Highly Charged CS_2 Formed by Low Energy Collision of HCI"Phys. Scripta.. T92. 415-419 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Tanuma et al.: "Present status of highly charged ion experiments with an ECR ion source at TMU"J. Chinese Chem. Soc.. 48. 389-394 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Kitamura et al.: "Direct observation of dynamic chirality by Coulomb explosion imaging"J Chem. Phys.. 115. 5-6 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F. A. Rajgara et al.: "Fragmentation dynamics of CS_2^<q+>(q=3-10)) molecular ions"Phys. Rev. A. 64. 032712(10) (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F. A. Rajgara et al.: "Multi-hit, position-sensitive, time-of-flight spectrometry using MBWC anode"Int. J. Mass Spectrom. and Ion Phys.. (in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] G. Veshapidze et al.: "Position sensitive detector using resistive film anode combined with a "Modified Backgammon with Weighted Capacitors" readout pad"Jpn. J. Appl. Phys.. 41. 871-875 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Nishide 他5名: "Dissociation of highly charged CS_2 formed by low energy collision of HCI"Phys.Scripta. T92. 415-419 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Tanuma 他4名: "Present status of highly charged ion experiments with an ECR ion source at TMU"J.Chinese Chem.Soc.. 48. 389-394 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kitamura 他4名: "Dyrect observation of "dynamic" chirality by Coulomb explosion imaging"J.Chem.Phys.. 115. 5-6 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] F.A.Rajgara 他7名: "Fragmentation dynamics of CS_2^<q+>(q=3-10) molecular ions"Phys.Rev.A. 64. 32712-32721 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] F.A.Rajgara 他6名: "Multi-hit, position sensitive, time-of-flight spectrometry using MBWC anode"Int.J.mass spectron and Ion Phys.. (in press).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] G.Veshapidze 他4名: "Position sensitive detector using a resistive film combined with a "Modified Backgammon with Weighted Capacitors" read out Pad"Jpn.J.Appl.Phys. 41. 871-875 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nishide 他: "Dissociation of highly charged CS_2 formed by low energy collision of HCI"Phys.Scripta. (in press).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shiromaru: "Present status of Coulomb explosion study at TMUECRIS"RIKEN Review. 31. 6-10 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shiromaru 他: "Snapshot of highly charged molecular ions"Physics of Electronic ana Atomic Collisions. (in press).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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