| 研究概要 |
希ガス正イオンとハロゲン負イオンとの中和再結合反応を研究するための放電フロ-装置を試作した。装置は複数の試料導入口を有する反応セルを中心に、本研究補助金で購入したマイクロ波発生装置を装備した放電部、高速排気系、発光観測系から構成した。Ar^+,Kr^+,Xe^+等の希ガス正イオンは、ペニングイオン化(1)で生成させ、一方ハロゲン負イオンは、ハロゲン含有化合物とペニング電子との熱電子付着反応(2)で生成させた。
He(2^3S)+Ar,Kr,Xe,→Ar^+,Kr^+,Xe^++He+e^- (1)
e^-+RX(X=halogen)→RX^- (2)
初年度はハロゲン含有化合物として電子付着速度が大きいSF_6、CCl_4を対象とした研究を行い、本研究の目的とする次の二体、三体中和再結合反応による希ガスハライドエキシマ-発光の観測に成功した。
Ar^+,Kr^+,Xe^++SF_6^-→ArF^*,KrF^*,XeF^*+SF_5 (3)
Ar^+,Kr^+,Xe^++Cl^-+(Ar,Kr,Xe)→ArCl^*,KrCl^*,XeCl^* (4)
希ガスイオンの二つのスピンー軌道状態( ^2P_<1/2>, ^2P_<3/2>)の一方の状態だけをフィルタ-ガスを用いて選別して反応させることにより、エキシマ-の電子状態選択性について検討した。その結果 ^2P_<1/2>状態の反応では主としてD状態が、 ^2P_<3/2>状態の反応ではB,C状態が選択的に生成することを見い出した。この結果は中和再結合反応が断熱ポテンシャルからの予測通りに進行することを示した最初の例である。
このような高い状態選択性をHe_2^+/Kr,He_2^+/Xe電荷移動反応で生成するKr^+、Xe^+のスピンー軌道状態の生成分岐比の測定に応用し、二つの状態が ^2P_<1/2>: ^2P_<3/2>=1:2の統計比で生成することを見い出した。
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