内殻正孔状態分子の超高速解離ダイナミックス

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10440178
• 研究機関: 姫路工業大学
• 研究代表者: 小谷野 猪之助 姫路工業大学, 理学部, 教授 (80016089)
• 研究分担者: 福澄 孝博 姫路工業大学, 理学部, 助手 (20244684) ; 本間 健二 姫路工業大学, 理学部, 助教授 (30150288)
• キーワード: 内殻励起 / 内殻正孔状態 / 超高速解離過程 / シンクロトロン放射光 / 光電子 / オージェー電子スペクトル / 電子-イオンコインシデンス測定

研究概要

本研究は2年計画の研究である。本年度の研究実施計画のうち、(1)円筒鏡型オージエー電子アナライザー、(2)電子銃はすでに完成し、性能テストの段階に入った。電子線励起による電子アナライザーのテストでは、電子銃からくる浮遊電子や散乱電子が高いバックグランドを与え、オージェー電子はバックグランド以上には観測されなかった。これは、電子銃そのものおよび電子ビームを捕集するファラデーカップに原因があると思われる。本格的な調整/稼働は放射光(SPring-8)待ちということになった。一方、(3)低分解能放射光励起による予備的実験としては、遷移金属錯体を用いて中心金属の浅い内殻電子を励起した際の、励起サイトや励起電子状態に固有な解離過程の有無を調べた。ペンタカルボニル鉄とフェロセンについて、中心金属(鉄)の3p→3d共鳴励起領域および直接イオン化領域で解離フラグメントのパターンを比較した結果、励起される先の非占有分子軌道の性格によって、固有の解離パターンが現れることがわかった。たとえば、カルポニル錯体では鉄のdπ軌道は配位子COの2π^*軌道と強い相互作用をして最も低い非占有分子軌道(LUMO)を作る。この2π^*軌道はC-O反結合性であるため、3p電子がLUMOに励起されるとそれがC-O結合を弱め、 C-O結合が切断される。これに対し、フェロセンでは鉄のdπ軌道はほとんど鉄に局在したLUMOを作っており、配位子内の化学結合にはほとんど関与していない。このため、LUMOに励起しても配位子内の結合が切れるような解離過程は起こらず、鉄-配位子間の結合解離のみが起こることなどがわかった。

研究成果

• [文献書誌] Yusuke Tamenori: "Dissociative photoionization of iron pentacarbony1 in the range 38-120 eV." Journal of Physical Chemistry A. A102. 368-374 (1998)
• [文献書誌] Shin-ichi Nagaoka: "Site-specific ragmentation following core-level photoexcitation of organosilicon molecules in the vapor phase and on the solid surface." Trends in Chemical Physics. 6. 1-30 (1998)
• [文献書誌] Inosuke Koyano: "Soft X-ray photochemistry beamline at Spring-8." Journal of Synchrotron Radiation. 5. 545-547 (1998)
• [文献書誌] Bong Hyun Boo: "Dissociative multiple ionization following valence,Br:3d,and Si:2p inner shell photoionization of SiBr_4 in the range of 30-133 eV." Journal of Physical Chemistry A. A102. 8261-8267 (1998)
• [文献書誌] Jan Zabka: "Dynamics of protonated acetonitrile formation in the CD_3CN^<+*> + CH_3CN collisions:A crossed beam scattering study." Collection Czechslovak Chemical Communications. 63. 1152-1160 (1998)
• [文献書誌] Yusuke Tamenori: "Dissociative photoionization of ferrocene in the Fe:3p inner valence region." Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena. (出版予定). (1999)