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星間分子雲における炭素フラーレンへの水素付加反応の解明

公募研究

研究領域宇宙における分子進化:星間雲から原始惑星系へ
研究課題/領域番号 26108514
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

中井 陽一  国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 専任研究員 (30260194)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2014年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード星間物質科学 / 低温原子反応 / フラーレン / 原子分子物理 / 星間物質化学 / 極低温原子反応
研究実績の概要

平成27年度に実施した研究実績の概要は以下とおりである。
1. 26年度に製作したC60蒸着膜よりも膜厚の小さいC60蒸着膜をアルミ基板上に作成した。水素付加反応に寄与するC60の膜全体に対する割合が小さいと予想され、26年度に作成した蒸着膜厚ではノイズや揺らぎ等により水素化反応による変化を確認できないと思われたためである。作成したC60蒸着基板を、水素原子照射部を備えた赤外吸収分光測定装置のクライオスタットに取り付け、水素原子照射部で生成した水素原子を低温下でのC60蒸着膜へ照射実験した。しかし、C60への水素付加反応の確認に至るような赤外吸収スペクトルの変化は確認できなかった。
2.水素付加反応に寄与するC60の膜全体に対する割合が小さいことが、観測を難しくしているのではないかと思われたため、他の研究に使用されている少し簡便な赤外吸収分光測定装置を用いて、真空内で水素原子とC60をアルミ基板に同時に照射することで水素付加反応を起きやすくして、水素付加反応の信号であるCH伸縮振動に相当するスペクトルバンドの観測を試みた。その結果、蒸着基板温度が室温付近でも10K付近でもCH伸縮振動に相当するスペクトルバンドの増加を観測し、水素付加反応が室温付近でも10K付近の温度でも起きることが確かめられた。
3.2.の結果を受けて、同じ真空容器内でC60蒸着基板を作成したあとに水素原子を照射した。その結果、C60の赤外活性バンドの小さな変化とCH伸縮振動に相当するバンドの増加を蒸着基板温度が室温付近でも10K付近でも観測することができた。また、重水素原子照射を基板温度10K付近で行ったが、水素原子と重水素原子で大きな違いが見られなかった。これは水素付加反応の反応障壁の小さいことを反映していることが示唆されるが、それを明確にすることが実験手順の効率化も含めて今後の課題として残った。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2015 2014

すべて 学会発表 (2件)

  • [学会発表] 星間分子雲温度でのC60フラーレン水素化実験の現状2015

    • 著者名/発表者名
      中井陽一,渡部直樹
    • 学会等名
      新学術領域研究「宇宙における分子進化:星間雲から原子惑星系へ」第三回全体集会
    • 発表場所
      北海道大学低温科学研究所 北海道札幌市
    • 年月日
      2015-10-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 星間分子雲における炭素フラーレンへの水素付加反応の解明:研究内容の概要2014

    • 著者名/発表者名
      中井陽一
    • 学会等名
      新学術領域研究「宇宙分子進化」第二回研究集会
    • 発表場所
      東京都文京区、東京大学本郷キャンパス 小柴ホール
    • 年月日
      2014-06-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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