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高感度原子衝突電子分光法による界面分子の配向とダイナミクスの研究

研究課題

研究課題/領域番号 14340173
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
研究機関東北大学

研究代表者

大野 公一  東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60012499)

研究分担者 岸本 直樹  東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (60302080)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
16,800千円 (直接経費: 16,800千円)
2004年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2003年度: 5,300千円 (直接経費: 5,300千円)
2002年度: 10,100千円 (直接経費: 10,100千円)
キーワードペニングイオン化 / 電子分光 / 衝突イオン化 / 分子間相互作用 / 反応素過程 / 分子軌道 / 衝突エネルギー / 相互作用ポテンシャル / 電子エネルギー分析器
研究概要

1.近年、低温条件下での化学反応に広く興味がもたれているが、衝突反応実験においては強度の大きな低温ビームの生成が重要な課題といえる。ペニングイオン化反応に用いられてきた従来のノズル放電による励起He^*(2^3S)原子ビームは、放電によるビーム生成ノズル部分の高温化のために、並進速度が大きくかつ拡がった分布形であった。本研究では、液体窒素を用いてビーム生成ノズル部分を約180kに冷却した低温励起原子ビーム源の製作を行った。
2.分子と希ガスなどの混合気体の超音速分子線中で、分子が希ガス原子との多数回衝突によって衝突断面積が小さくなるような配向効果を受けることが知られている。これまでは、分子線中の分子衝突配向効果は赤外吸収分光法や粒子散乱法などを用いて観測され議論されてきた。本研究では、超音速分子線中の分子を標的とした場合と、単なる吹き出し条件下での無秩序な配向の分子の場合では、イオン化断面積の衝突エネルギー依存性が異なることを確認し、これが衝突配向効果を受けた分子に起因すると結論した。
3.原子衝突イオン化電子分光法では、励起原子が励起源であるために、光電子分光法では観測されにくいバンドを観測できることがある。2次元ペニングイオン化電子分光法によると、反応ダイナミクスの情報が得られるため、これらの特異的なバンドの帰属について議論することが可能である。本研究では、2次元ペニングイオン化電子分光法を用いることで、電子相関効果によるシェイクアップ過程や、励起移動による超励起状態を経由した自動イオン化過程など、いくつかの特異的なイオン化状態の帰属を明らかにすることができた。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (10件) 文献書誌 (9件)

  • [雑誌論文] Penning ionization electron spectroscopy of C_6H_6 by collision with He^*(2^3S) metastable atoms and classical trajectory calculations : Optimization of ab initio model potentials2005

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Yamazaki, Satoshi Maeda, Naoki Kishimoto, Koichi Ohno
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics 122

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Collision-Energy-Resolved Penning Ionization Electron Spectroscopy of p-Benzoquinone : Study of Electronic Structure and Anisotropic Interaction with He^*(2^3S) Metastable Atoms2004

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kishimoto, Kohji Okamura, Koichi Ohno
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics 120

      ページ: 11062-11070

    • NAID

      120000775351

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Collision-Energy-Resolved Penning Ionization Electron Spectroscopy of Bromomethanes (CH_3Br, CH_2Br_2 and CHBr_3) by Collision with He^*(2^3S) Metastable Atoms2004

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kishimoto, Eiichi Matsumura, Koichi Ohno, Michael S.Deleuze
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics 121

      ページ: 3074-3086

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Low Velocity Experiments for Collision Energy Dependence of Partial Ionization Cross Sections of C_2H_2 with He^*(2^3S) Metastable Atoms2004

    • 著者名/発表者名
      Takuya Horio, Takuro Hatamoto, Naoki Kishimoto, Koichi Ohno
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 397

      ページ: 242-246

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A crossed molecular beam study on collisional ionization dynamics of acetonitrile and benzene molecules with a He^*(2^3S) metastable atoms2004

    • 著者名/発表者名
      Takuya Horio, Ryo Maruyama, Naoki Kishimoto, Koichi Ohno
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 384

      ページ: 73-79

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Overlap Expansion Method for Improving ab initio Model Potentials : Anisotropic Intermolecular Potentials of N_2,CO, and C_2H_2 with He^*(2^3S)2004

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Maeda, Masakazu Yamazaki, Naoki Kishimoto, Koichi Ohno
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics 120

      ページ: 781-790

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Collision-Energy-Resolved Penning Ionization Electron Spectroscopy of Bromomethanes (CH_3Br, CH_2Br_2, and CHBr_3) by Collision with He^*(2^3S) Metastable Atoms2004

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kishimoto, Eiichi Matsumura, Koichi Ohno, Michael S.Deleuze
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics 121

      ページ: 3074-3086

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Ionization Cross Sections of C_2H_2 with He^*(2^3S) Metastable Atoms2004

    • 著者名/発表者名
      Takuya Horio, Takuro Hatamoto, Naoki Kishimoto, Koichi Ohno
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 397

      ページ: 242-246

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Overlap Expansion Method for Improving ab initio Model Potentials : Anisotropic Intermolecular Potentials of N_2, CO, and C_2H_2 with He^*(2^3S)2004

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Maeda, Masakazu Yamazaki, Naoki Kishimoto, Koichi Ohno
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics 120

      ページ: 781-790

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Collision-Energy-Resolved Penning Ionization Electron Spectroscopy of Bromomethanes(CH_3Br,CH_2Br_2,and CHBr_3) by Collision with He^*(2^3S) Metastable Atoms2004

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kishimoto, Eiichi Matsumura, Koichi Ohno, Michael S.Deleuze
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics 121

      ページ: 3074-3086

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] N.Kishimoto, T.Horio, S.Maeda, K.Ohno: "Collision-energy-resolved Penning ionization electron spectroscopy of OCS with He^*(2^3S)metastable atoms"Chem.Phys.Lett.. 379・3-4. 332-339 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Horio, R.Maruyama, N.Kishimoto, K.Ohno: "A Crossed Molecular Beam Study on Collisional Ionization Dynamics of Acetonitrile and Benzene Molecules with He^*(2^3S)Metastable Atoms"Chem.Phys.Lett.. 384・1-3. 73-79 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.X.Tian, N.Kishimoto, K.Ohno: "Two-Dimensional Penning Ionization Electron Spectroscopy of CH_2CII and CH_2ClCN"J.Phys.Chem.A. 107・4. 485-493 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.X.Tian, N.Kishimoto, K.Ohno: "Spin-Orbit Coupling Effect and Intramolecular Orbital Interactions : Penning Ionization of CH_2BrCl, CHBrCl_2, CH_2BrCN by Colision with He^*(2^3S)Metastable Atoms"J.Phys.Chem.A. 107・13. 2137-2147 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Maeda, Y.Yamazaki, N.Kishimoto, K.Ohno: "An Overlap Expansion Method for Improving ab initio Model Potentials : Anisotropic Intermolcecular Potentials of N_2, CO, and C_2H_2 with He^*(2^3S)"J.Chem.Phys.. 120・2. 781-799 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ohno: "Exterior Characteristics of Molecular Orbitals and Molecular Surfaces as Studied by Atomic Probes"Bull.Chem.Soc.Japan. (印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Masakazu Yamazaki, Satoshi Maeda, Naoki Kishimoto, Koichi Ohno: "Classical Trajectory Calculations of Collision Energy Dependence of Penning Ionization Cross-sections for N_2 and CO by He^*(2^3S) ; Optimization of Anisotropic Model Potentials"Chemical Physics Letters. 355. 311-318 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Masakazu Yamazaki, Satoshi Maeda, Naoki Kishimoto, Koichi Ohno: "Classical Trajectory Calculations for Two-Dimensional Penning Ionization Electron Spectra of N_2, CO, and CH_3CN with Metastable He*(2^3S) Atoms"The Journal of Chemical Physics. 117. 5707-5721 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] ShanXi Tian, Naoki Kishimoto, Koichi Ohno: "Spin-Orbit Effect and Intramolecular Orbital Interactions : Penning Ionization of CH_2BrCl, CHBrCl_2, and CH_2BrCN by Collision with He^*(2^3S) Metastable Atoms"The Journal of Physical Chemistry A. 107. 2137-2147 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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