高密度光励起に伴なう巨大サイズ分子クラスターの蒸発・分裂・解離過程の解明

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03453021
• 研究機関: 三重大学
• 研究代表者: 篠原 久典 三重大学, 工学部, 助教授 (50132725)
• キーワード: マイクロクラスター / アルカリハライド・クラスター / 炭素クラスター / 光解離 / 光イオン化 / フレーレン / 金属内包フレーレン / レーザー蒸発

研究概要

本研究は、NaClなどに代表されるアルカリハライドクラスターや、炭素クラスター(あるいはフレーレン)などに代表される半導体クラスターのレーザー励起による解離・分裂の機構の解明を目指すものである。
(1)(NaCl)_nクラスターの光解離と光イオン化:現在までの研究でNaClのレーザー蒸発では、Na^+(NaCl)_<n-1>型のクラスターイオンが生成することがわかっている。これは、(NaCl)_n+hv→Na^+…Cl(NaCl)_<n-1>+e^-→Na^+(NaCl)_<n-1>+Cl+e^-,のクラスター内部反応が進行するためである。本研究では、中性の(NaCl)_nクラスターのレーザー光イオン化で、(NaCl)^+_n型のintactクラスターイオンを初めて検出することに成功した。これは、レーザーによるソフトな光イオン化が行なわれたため、Na^+…Clの解離が起らなかったためと考えられる。また、今回初めて、Na^+(NaCl)_<n-1>のレーザー光解離により、Na^+_2(NaCl)_<n-2>およびNa^+_3(NaCl)_<n-3>のクラスターイオンを観測した。
(2)大きなサイズのフレーレンと金属内包フレーレンの光イオン化と解離:C_<60>、C_<70>以上の大きなサイズのフレーレン(C_<76>、C_<78>、C_<84>、C_<90>〜C_<96>)は、C_<60>などと比較して、レーザー光照射に対して同程度の安定性をもつことが解った。さらに、金属を内包したフレーレンのレーザー光解離過程を調べた。スカンジウム原子を2個内包したフレーレンSc_2@C_<82>やSc_2@C_<82>は、通常のフレーレンと同様にC_2を放出する解離過程が主であることが解明された。

研究成果

• [文献書誌] 篠原 久典: "C_<60>と高沢フレーレンの質量分析とその同定" 質量分析. 40. 203-215 (1992)
• [文献書誌] H.Shinohara: "Extraction and Characterization of Giant Fullerenes up to C_<500>" Rapid Commun Mass Spectrom.6. 413-416 (1992)
• [文献書誌] H.Shinohara: "Extraction and Characterization of Large All-Carbon Fullerenes" Phys.Chem.of Finite Systems:Clusters to Cryotuls. II. 1379-1384 (1992)
• [文献書誌] H.Shinohara: "Carbon K-Edge XANES and EXAFS of C_<60> C_<70>,and K_3C_<60>" Phys.Chem.of Finite Systems:Clusters to Glystals. II. 1385-1390 (1992)
• [文献書誌] H.Shinohara: "Encapsulation of Scandium Trlmer in C_<82>" Nature. 357. 52-54 (1992)
• [文献書誌] H.Shinohara: "A New Characterization of-Lanthanum and Scandium-Endohedral Metallofullerenes" Mater.Sci.Engin.B.
• [文献書誌] 梶本 興亜(編): "クラスターの化学" 培風館, 305 (1992)
• [文献書誌] 化学同人(編): "C_<60>・フラーレンの化学ーサッカーボール分子のすべてがわかる本ー" 化学同人, 192 (1993)