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有機イオンビーム法を用いた反応実験による有機反応論の検証

研究課題

研究課題/領域番号 20038049
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関広島大学

研究代表者

高口 博志  広島大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (40311188)

研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2009年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2008年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワード化学反応ダイナミクス / 有機反応論 / イオン・分子反応
研究概要

前年度までに製作したイオン・分子反応実験装置に波長可変紫外光源によるイオン化法を導入し、NOイオンおよびメチルラジカルイオンの状態選別イオンビーム発生実験を行った。反応実験における衝突エネルギーは、イオン電極群により0.1から10eVの範囲で制御されるが、衝突エネルギー幅の下限が、前駆体分子線の並進エネルギー幅で与えられることが昨年度までに行ったイオン経路シミュレーション計算により示されていた。発生したイオンビームの衝突エネルギー幅を評価するために、前駆体分子線の共鳴多光子イオン化スペクトルを測定して、回転温度を並進温度に近似して解析したところ、分子線回転温度は4Kであった。これは分子線速度1800m/s(He希釈気体試料)を仮定したときのエネルギー分解能15%に相当する。パルスバルブおよびバルブ周辺の分子線発生領域の仕様を大幅に改良したことにより得られたこの狭い速度幅は、衝突エネルギー0.1eVまでの超低エネルギー反応実験が有意に実行できることを示している。イオン経路シミュレーション計算が、生成プロトンを検出対象とした際に再捕捉効率が著しく低下することを示したことから、イオンガイドの改良が必要とされた。これは、反応セル通過後の生成物イオンの再捕捉に対して、反応熱による反跳エネルギーが大きく影響するためである。市販のRF発振器とRFアンプを発振段および増幅段として、コア条件の異なる複数の共振式インターフェース回路を組み合わせることで、1~30MHz全域において100V以上のRF電圧を供給できるシステムを完成させた。これにより高発熱反応とプロトン反応を対象とできるようになった。前年度までの装置シミュレーションにおいて問題となっていた技術的問題点を解決し、状態選別した分子イオンの衝突エネルギーを制御した反応実験装置を完成することができた。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Nascent vibrational Energy Distributions of O_2(X^3Σ_g-, v=6-13) Generated in the Photolysis of O_3 at 266nm.2010

    • 著者名/発表者名
      S.Watanabe, S.Usuda, H.Kohguchi, K.Yamasaki
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry A 114(2)

      ページ: 735-740

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Determination of the Rate Coefficient for the Reaction of O(^1D) with OCS2009

    • 著者名/発表者名
      K.Orimi, S.Watanabe, H.Kohguchi, K.Yamasaki
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 483

      ページ: 16-20

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Super-resolution photoelectron imaging with real-time subpixelation by field programmable gate array and its application to NO and benzene photoionization2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Ogi, H.Kohguchi, D.Niu, K.Ohshimo, T.Suzuki
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry A 113(52)

      ページ: 14536-14544

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reaction Mechanism Duality in O(^1D_2)+CD_4→OD+CD_3 Identified from Scattering Distributions of Rotationally State Selected CD_32008

    • 著者名/発表者名
      H. Kohguchi
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics (Communication) 10

      ページ: 7222-7225

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetic Study of Vibrational Energy Transfer from a Wide Range of Vibrational Levels of O_2(X^3〓_g-, v=6-12) to CF_42008

    • 著者名/発表者名
      S. Watanabe
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry A 112(39)

      ページ: 9290-9295

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Collision energy dependence of O(^1D)+HCl→OH+Cl(^2P) reaction studied by crossed beam scattering and quasiclassical trajectory calculations on ab initio potential energy surfaces2008

    • 著者名/発表者名
      H. Kohguchi
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry A 112(5)

      ページ: 818-825

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] プロパンの紫外多光子解離による水素原子生成機構の解明2009

    • 著者名/発表者名
      泉真里, 高口博志, 山崎勝義
    • 学会等名
      日本化学会西日本大会2009
    • 発表場所
      松山市
    • 年月日
      2009-11-07
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] O(^1D)+OCS反応による振動励起SO生成過程の速度論的研究2009

    • 著者名/発表者名
      折見健一, 渡辺信嗣, 高口博志, 山崎勝義
    • 学会等名
      日本化学会西日本大会2009
    • 発表場所
      松山市
    • 年月日
      2009-11-07
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] OHの振動励起によるOH+CO→H+CO_2反応の加速2009

    • 著者名/発表者名
      河野七瀬, 高口博志, 山崎勝義
    • 学会等名
      日本化学会西日本大会2009
    • 発表場所
      松山市
    • 年月日
      2009-11-07
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Reaction dynamics of O(^1D_2)+CD4→OD+CD_3 studied by state-selected differential cross section measurement2009

    • 著者名/発表者名
      Ogi Yoshihiro, Ohshimo Keijiro, Kohguchi Hiroshi, Suzuki Toshinori
    • 学会等名
      第25回化学反応討論会
    • 発表場所
      大宮市
    • 年月日
      2009-06-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Development of High Resolution Photoelectron Imaging Apparatus2009

    • 著者名/発表者名
      Ogi Yoshihiro, Kohguchi Hiroshi, Niu Dongmei, Ohshimo Keijiro, Suzuki Toshinori
    • 学会等名
      第25回化学反応討論会
    • 発表場所
      大宮市
    • 年月日
      2009-06-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Generation of Highly Vibrationally Excited SO(X^3Σ^-) in the Reaction of O(^1D)+OCS2009

    • 著者名/発表者名
      Orimi Kenichi, Watanabe Shinji, Kohguchi Hiroshi, Yamasaki Katsuyoshi
    • 学会等名
      第25回化学反応討論会
    • 発表場所
      大宮市
    • 年月日
      2009-06-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Generation of Hydrogen Atom in Multiphoton Dissociation of Propane at 243nm2009

    • 著者名/発表者名
      Izumi Mari, Kohguchi Hiroshi, Umemoto Hironobu, Yamasaki, Katsuyoshi
    • 学会等名
      第25回化学反応討論会
    • 発表場所
      大宮市
    • 年月日
      2009-06-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Kinetic Study on the Reactions of Vibrationally Excited OH(X^2II) with CO2009

    • 著者名/発表者名
      Kohno Nanase, Watanabe Shinji, Kohguchi Hiroshi, Yamasaki Katsuyoshi
    • 学会等名
      第25回化学反応討論会
    • 発表場所
      大宮市
    • 年月日
      2009-06-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 単一回転状態を選択したO(^1D)+CD_4反応の微分散乱断面積測定と粒子間相関2008

    • 著者名/発表者名
      高口博志
    • 学会等名
      第24回化学反応討論会
    • 発表場所
      札幌市
    • 年月日
      2008-06-03
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] O(^1D)+N_2O反応の状態選別微分断面積の測定2008

    • 著者名/発表者名
      高口博志
    • 学会等名
      第24回化学反応討論会
    • 発表場所
      札幌市
    • 年月日
      2008-06-01
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2018-03-28  

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