| 研究概要 |
本研究は,超臨界二酸化炭素中の余剰電子の周囲に形成される局所的なクラスター(以下,{(CO_2)_n^-}_<scf>と表す)の構造を明らかにし,その反応性を調べることによって,超臨界二酸化炭素を用いた新たな負イオン化学を開拓することを目的としている.本年は研究期間の初年度であり,予備的な実験も含め以下のような研究を行った.
1.移動度測定による{(CO_2)_n^-}_<scf>のサイズ推定 超臨界二酸化炭素中に{(CO_2)_n^-}_<scf>を生成するための高圧セル等を設計・製作した.当初は縮退四波混合分光による光吸収を利用して{(CO_2)_n^-}_<scf>を検出することを計画したが,{(CO_2)_n^-}_<scf>が極めて幅広い光吸収帯を持ち,単一波長での同定・検出に適さない可能性が示唆された.そのため,超臨界二酸化炭素中に余剰電子を生成し,その移動度を測定することによって電子の周囲に形成される局所的なクラスターのサイズを推定する実験を進めている.共同研究による予備的な実験では,電子単体に較べて移動度が顕著に小さなイオン種の存在が観測されており,{(CO_2)_n^-}_<scf>の生成が示唆された.
2.(CO_2)_n^-の構造に関する理論計算 {(CO_2)_n^-}_<scf>の構造と安定性に関する情報を得るために,実験と並行して,(CO_2)_n^-(n=3〜6)の電子構造および幾何構造をMP2/6-31Gレベルのab initio計算によって評価した.この結果,{(CO_2)_n^-}_<scf>が電子を束縛するメカニズム,および局所的にクラスター負イオンを形成する際のサイト数等に関する情報が得られた.
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