| 研究課題/領域番号 |
21K18153
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| 研究種目 |
挑戦的研究(開拓)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分17:地球惑星科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
日高 宏 北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (00400010)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
26,000千円 (直接経費: 20,000千円、間接経費: 6,000千円)
2023年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2022年度: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
2021年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
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| キーワード | 表面組成分析 / 質量分析 / 高感度検出 / 表面吸着分子 / イオントラップ / イオン軌道シミュレーション / 表面反応 / 微量質量分析 / 星間化学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，凹凸の激しい固体表面にも適用が可能な，高感度非破壊表面吸着分子分析装置の開発を行う．これにより，氷星間塵表面（宇宙空間において複雑有機分子形成の場として重要）で生じるラジカル分子が関与する複雑な有機分子生成過程を，実験的なアプローチにより調べることが初めて可能になる．様々な有機分子生成過程を調べることで，分子雲から原始惑星系に至る天体の進化過程の解明にブレークスルーをもたらすことを目指す．本分析技術の確立は，表面に吸着した微量分子が関与する様々な科学課題に対しても，実験による新たな研究可能領域の開拓に寄与する．
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| 研究成果の概要 |
超高真空中の低温固体表面において化学反応で生成された分子種を，たとえラジカル等の表面数密度が極微量なものであっても，非破壊でその場観測が可能な実験装置の開発を行った．本分析装置を実現するには，非常に高い検出感度が必要とされることからCs+ピックアップ法を採用し，固体表面で反跳したイオンの高効率捕集を可能にするレンズ系の設計・製作や分子異性体分別機構の設計を中心に，その他，分析装置システム各部の設計・製作を研究期間内に行った．分子異性体分別機構の部分の製作は現在進行中である．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
低温固体表面で連続して生じる化学反応の中間体として生成されるラジカル分子は，その反応性の高さから，表面上に存在する数密度は非常に微量である．それゆえ，化学反応連鎖の中で中間体となるラジカルを検出し，その時間変化を追うことは非常に困難であり，固体表面での化学反応過程を詳細に調べることはほとんど不可能であった．本研究課題は，それを可能にする実験装置の開発であり，開発完了後には，多くの科学分野においても困難とされている微小量の表面吸着分子が関与する諸問題にブレークスルーをもたらす可能性が高い．
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