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第一種超励起状態からのイオン化であるペニングイオン化に関する量子化学的・反応動力学研究を行った。
今年度は、Ar+He(2^3S)およびH_2O+He(2^1S)の系について計算を行った。前者の系については、ペニングイオン化に対するスピン軌道相互作用の効果を調べた。低衝突エネルギーでは、P_<3/2>状態へのイオン化断面積のP_<1/2>状態へのイオン化断面積に対する比が状態の統計的重率比である2であるが、高衝突エネルギーでは、その比が増加するという最近の電子エネルギーと衝突エネルギーに関する二次元ペニングイオン化スペクトルの実験結果を定性的に再現することができた。これは、P_<3/2>状態に相関するΣ_<1/2>状態のΣ性が核間距離が短くなることにより顕著になり、同状態を生成する自動イオン化の部分幅が大きくなることにより説明できた。オパシチ関数なども用いて結果を解析した。(Chem.Phys.Lett.掲載済)
H_2O+He(2^1S)の系については、準安定励起種He^*のスピン状態による違いを調べた。その結果、スピン状態の違いは主に入り口チャネルのポテンシャル面の形状に現れることがわかった。この系の場合、三重項励起種の場合に比べ、ポテンシャルの引力部の井戸の深さは深かったが、領域が狭く、その結果として、断面積は三重項励起種の場合に比べ、小さくなることがわかった。この計算におけるトラジェクトリ計算には、並列計算も用いた。(J.Phys.Chem.印刷中)
現在、Ar+He(2^1S)系に対する計算が進行中であり、これにより、Ar系での励起種の違い、特にポテンシャル面の違いを明らかにし、三重項、一重項を含めた理論的な二次元ペニングイオン化スペクトルを求め、実測との比較を行う予定である。
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