レーザー同期パルスラジオリシス法による放射線化学初期過程の研究

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09680482
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 吉田 陽一 大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (50210729)
• 研究分担者: 関 修平 大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (30273709) ; 古澤 孝弘 大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (20251374) ; 三木 美弥子 大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (10167661) ; 田川 精一 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (80011203)
• キーワード: 放射線分解初期過程 / ピコ秒パルスラジオリシス / アルカン / ジェミネートイオン再結合 / 電子 / カチオンラジカル / スモルコフスキー方程式 / 電荷移動反応

研究概要

飽和炭化水素液体中でレーザー同期パルスラジオリシスを行い、初期に生成される、電子、カチオンラジカル、励起状態の放射線化学初期過程における反応ダイナミックスの解明にに関して以下の研究成果を得た。
○レーザー同期ピコ秒パルスラジオリシスシステムの改良
ライナックからの高エネルギーピコ秒電子線ビームをアルヵンに照射し、生成する短寿命中間活性種の挙動を、光過渡吸収として測定するためのレーザー同期ピコ秒パルスラジオリシスシステムの改良を行い、YAGレーザー励起チタンサファイア再生増幅アンプを用いた白色光の発生のシステムの立ち上げに成功した。また、データの信頼性及び実験効率の向上を図ることができた。
○電子、カチオンラジカル、励起状態等の重要な中間活性種の分光および反応ダイナミックスの解明
スモルコフスキー方程式によるシュミレーションコードを開発し、アルヵンのラジカルヵチオンの時間挙動の解析を行った。初期分布、拡散定数、反応速度定数をパラメータとしたシュミレーションを実施し、初期過程のおける反応ダイナミックスの解明を行った。
○分子間における電荷移動・励起移動機構の解明
一部の溶質分子と電子間での電荷移動反応に特異性が認められた。これは、イオン化により生成した電子が、熱化する以前に、電子移動を行うためと推定している。このことは、ジェミネートイオン対の初期分布等に影響し、今までの反応メカニズムとは異なる新たな反応機構を考える必要があることが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] T.Kozawa,S.Nagahara,Y.Yoshida,S.Tagawa,T.Watanabe,Y.Yamashita: "Radiation-induced reactions of chemically amplified x-ray and electron beam resists on deprotection of t-butoxycarbonyl groups" Journal of Vacuum Science & Technology B. 15. 2582-2586 (1997)
• [文献書誌] S.Seki,K.Kanzaki,Y.Kunimi,S.Tagawa,Y.Yoshida,et al.: "LET Effects of ion beam irradiation on poly(di-n-hexylsilane)." Radiation Physics and Chemistry. 50. 423-427 (1997)
• [文献書誌] S.Seki,K.Kanzaki,Y.Kunimi,S.Tagawa,Y.Yoshida,et al.: "Positive-negative inversion of silicon based resist materials:poly)di-n-hexylsilane)for ion beam irradiation." Japanese Journal of Applied Physics. 36. 5361-5364 (1997)
• [文献書誌] S.Nagahara,T.Kozawa,Y.Yamamoto and S.Tagawa: "Radiation Chemistry of Triphenylsulfonium salts in EB and X-ray Chemically Amplified Resists-" Journal of Photopolymer Science and Technology.11. 577-580. (1998)
• [文献書誌] K.Mochida,R.Hata,H.Chiba,S.Seki,Y.Yoshida and S.Tagawa: "Redical Anions of Oligogermanes,Me(Me2Ge)nMe(n=2,3,5 and 10)Generated by Pulse Radiolysis." Chemistry Letter. 263-264 (1998)