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2018 年度 研究成果報告書

多原子系反応の実効的反応座標の決定と反応設計に向けた体系化

研究課題

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研究課題/領域番号 15KT0065
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金
応募区分特設分野
研究分野 遷移状態制御
研究機関広島大学

研究代表者

高口 博志  広島大学, 理学研究科, 准教授 (40311188)

研究期間 (年度) 2015-07-10 – 2019-03-31
キーワード状態選別分子衝突 / イオン・分子反応 / 散乱法 / 低温化学
研究成果の概要

振動・回転状態を選択した分子イオンの並進速度を制御して、衝突反応を観測する装置の開発に取り組み、合流イオンビーム法によるイオン・分子反応実験を行った。低い衝突エネルギー条件で顕著となる内部自由度励起による反応性の変化の観測のためには、低速イオンの発散を抑制する機構が最も重要な技術要素であると特定できた。低イオン密度の衝突反応でも生成物が検出できる高感度検出器を導入するとともに、実験技術供与を目的とした共同研究において、低速制御機構を持つ極低温イオントラップによる高分解能分光実験を行った。O2H+およびCH3+イオンとヘリウム原子との特異的な相互作用によるエネルギー分裂構造を明らかにした。

自由記述の分野

化学反応論

研究成果の学術的意義や社会的意義

イオン・分子反応は、一般に低温条件ほど反応性が高くなるといった特徴的なエネルギー依存性を示す。分子間の衝突エネルギーに比べて、反応分子内の特定された振動・回転状態の励起エネルギーが高い反応条件では、高効率でかつモード選択的な反応制御が期待できる。本研究では、振動・回転自由度および並進運動を制御したイオン分子ビームを利用する反応実験装置を開発した。また、イオンの低速制御機構を使って行った極低温分光実験では、星間分子としての存在が予測されてきたプロトン化酸素をはじめて分光学的に同定した。これらの成果は、並進制御を利用した分子イオンの分光学と反応論に関する特色のある研究成果として位置づけられる。

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公開日: 2020-03-30  

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