金属のレーザーアブレーションを用いて生成した新規金属錯体の構造研究

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07102009
• 研究機関: 三重大学
• 研究代表者: 佐藤 博保 三重大学, 工学部, 教授 (20029440)
• 研究分担者: 西尾 悟 三重大学, 工学部, 助手 (40252340) ; 松崎 章好 三重大学, 工学部, 助教授 (30111587)
• キーワード: レーザーアブレーション / 金属イオン / 一価金属イオン / 金属錯体 / 金属錯体イオン / 分子構造

研究概要

概要
1.金属固体表面上の光励起によって生ずる金属イオンの反応について申請者らが開発した「レーザーアブレーション・分子ビーム法(LAMB法)」では多くの種類の新規な有機金属化合物および無機錯体イオンを生成させることが出来る。これらの中には分子構造的に興味深いものが多い。これらの構造を分光学的に決定しようとするのが本研究の目的である。
2.従来使用してきた質量スペクトルの装置により、分子ビーム中にアンモニア/水、およびアンモニア/アセトン混合クラスターを発生させてこれを金属イオン(M^+)と反応させ、おのおの二種類の配位子を含む金属錯体イオンを生成させて競争的配位(溶媒和)について研究するとともに、それらの錯体イオンの構造について考察した。
3.各種の金属イオン(M^+)とCr(CO)_6の反応で生ずるMCr(CO)_n^+(n=0-6)の最適化構造およびM^++Cr(CO)_6反応の反応のエネルギーについて、密度汎関数法による計算を行った。
4.生成する金属錯体イオンの構造についてFTIR法で研究するため、フーリエ変換赤外分光装置(クライオスタット付)とレーザーアブレーション・分子ビーム装置とを組合せた実験装置を設計製作した。
5.同じくこれらの構造について赤外レーザーを用いて研究するため、トリプル四重極質量分析計にイオントラップを組み込んだ装置をレーザーアブレーション・分子ビーム装置と組合せた実験装置を設計製作した。
次年度購入する赤外レーザー(5-10μm)発生装置は世界的に最先端の設備であり、ピコ秒(ps)ナノ秒(ns)および連続発振(cw)のいずれの方式によるか、また光学パラメトリック発振(OPO)と差周波発生(DFG)、またその組合せ方をとるかなど未解決の問題が多い。また市販されている完成品はなくいずれも開発中である。このような事情のため、佐藤が米国光学会(OSA)に出向くなどの情報収集を精力的に行った。

研究成果

• [文献書誌] Osamu Ito et al.: "Highly Selective Solvation of Monopositive Metal Ions in the Gas Phase as Revealed by the Laser Ablation-Molecular Beam Method Using Ammonia-Water Binary Clusters" Chemistry Letters. 9-10 (1995)
• [文献書誌] Makoto Tsunekawa et al.: "Multiphoton Ionization-Mass Spectrometric Study on Laser Ablation of Polymethymethacrylate and Polystyrene at 308 nm" Jpn. J. Appl. Phys.34. 218-225 (1995)
• [文献書誌] Hiroyasu Sato et al.: "Laser ablation-molecular beam (LAMB) method: coordination (solvation) chemistry of monopositive metal ions in the gas phase" J. Photochem. Photobiol. A: Chem.92. 17-24 (1995)
• [文献書誌] Hiroyasu Sato: "Photodissociation of Simple Molecules in the Gas Phase. Supplement IX" Res. Rep. Fac. Eng.,Mie Univ.20. 119-127 (1995)
• [文献書誌] Hiroyasu Sato et al.: "Reactions of Monovalent Metal Ions (M^+) with Mixed Molecular Clusters like (NH_3)_m(H_2O)_n As Studied by Laser Ablation-Molecular Beam (LAMB) Method. Preferred or Nonspecific Coordination." Surface Review and Letters. (印刷中).
• [文献書誌] Osamu Ito et al.: "Laser Ablation-Molecular Beam Method: A Simple and Versatile Diagnosis to Study Chemistry of Monopositive Metal Ions in the Gas Phase" Applied Surface Science. (印刷中).
• [文献書誌] Takayuki Chujo et al.: "Stoichiometry and Conformation of the Azacrown Moiety in Sodium Complexes of Azacrown Ethers. A Raman/IR Spectroscopic Study. Part I: Complexes of 4,13-Diaza-18-crown-6" Journal of Inclusion Phenomena and Molecular Recognition in Chemistry. 22. 41-58 (1995)
• [文献書誌] Isao Saraoka et al.: "Stoichiometry and Conformation of the Azacrown Moiety in Sodium Complexes of Azacrown Ethers. A Raman/IR Spectroscopic Study. Part II: Complexes of 4,13-Diaza-15-crown-5" Journal of Inclusion Phenomena and Molecular Recognition in Chemistry. 22. 59-69 (1995)
• [文献書誌] Hiroyasu Sato: "Let's Explore Novel Chemistry of Monopositive Metal Ions by Laser Ablation of Metals" 光化学. 20. 54-60 (1995)
• [文献書誌] Akiyoshi Matsuzaki et al.: "Laser-Induced Aerosol Formation from Vaporized Carbon Disulfide in External Magnetic Field" Surface Review and Letters. (印刷中).
• [文献書誌] Satoru Nishio et al.: "Preparation of Polymer Films by Laser Ablation of Polyacrylonitrile: Significant Dependence on Ablation Wavelengths" Applied Surface Science. (印刷中).
• [文献書誌] 佐藤博保: "OSA(米国光学会)を通してみた中赤外領域(5〜20μm)波長可変レーザーの開発現況" レーザー研究. (印刷中).
• [文献書誌] Satoru Nishio et al.: "Control of Structures of Deposited Polymer Films by Ablation Laser Wavelength: Polyacrylonitrile at 308,248 and 193 nm." Journal of Applied Physics. (印刷中).