| 研究課題/領域番号 |
18K05045
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
荒木 光典 東京理科大学, 研究推進機構総合研究院, 研究員 (90453604)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | チオフェノキシラジカル / キャビティー増幅吸収分光 |
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| 研究実績の概要 |
広帯域キャビティー増幅吸収分光装置の開発に着手している。全体の設計が終了し、光学定盤の設置、分光器の設置、分子生成放電セルの設置、光学系の組み立を行った。そして、放電分子生成システムの開発の一環として、チオフェノキシラジカルの生成を行い下記の結果を得ることができた。
チオフェノキシラジカルは、真空引きした光学キャビティー内にキャリアガス(He)と試料(チオフェノール)を導入し、パルス放電により生成した。またホットバンドを減らすために、放電セルを液体窒素で冷却して220K程度に保って実験を行った。測定にはすでに稼働しているCavity Ring Down分光法を用いた。473－519 nmの波長範囲における、チオフェノキシラジカルの吸収スペクトルを測定した。先行研究と量子化学計算を基に、得られた振動バンドを6b振動モードのプログレッションに帰属した。一連の実験から、放電システムの分子生成機能を確認することができた。
なお、代表者はベンゼン誘導体であるチオフェノキシラジカルが星間空間に存在する可能性に注目している。これまで申請者の研究で類似分子であるフェノキシラジカルの吸収スペクトルでは、オリジンバンドより強い振電バンドが確認されている。このことから、チオフェノキシラジカルでも吸収スペクトルでは同様にオリジンバンドより強い振電バンドが現れると考えられる。今回の放電試験では、その強い振動バンドを測定することに成功し、分光学的な成果も得ることができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
広帯域キャビティー増幅吸収分光装置の開発が進んでいる。60×150cmの光学定盤の設置、分光器iHR320の立ち上げ、同分光器操作用のコンピュータの立ち上げ、同コンピュータ上でのLabviewソフトフェアの作動確認、CCD検出器の導入とその試験運転、光学キャビティーの設計を行った。その一方で、上記のチオフェノキシラジカルの放電生成実験に成功した。
また、キャビティーを用いた分光システムに関する情報収集を、地球惑星科学連合、分子分光研究会、分子科学討論会、International Symposium of Molecular Spectroscopy、星間物質ワークショップで行った。
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| 今後の研究の推進方策 |
広帯域キャビティー増幅吸収分光装置の開発を引き続き行う。光学系の完成後、まず、大気中の酸素の吸収線の測定を行い、信号-ノイズ比を計測しながら、その感度と分解能の検証を行う。おそらく、光学系のアライメントによりその感度が大きく変化するはずである。最適条件を見つけるとともに、安定した最適条件の再現ができるような手法を開発することを目指す。
これらの光学調整の後、まず、直線炭素鎖分子の測定を試みる。すでに生成と測定に成功しているHC5N+の測定を最初に行う。そのうえで、未測定のC5NやC7Nの測定に着手する。これらの段階を経てマグネシウムを含む直線炭素鎖分子の測定を試みる。
直線炭素鎖分子C7Nやマグネシウムを含む直線炭素鎖分子は星間未同定吸収線との一致が期待できる。一連の測定結果は、地球惑星科学連合、分子分光研究会、分子科学討論会、International Symposium of Molecular Spectroscopy、星間物質ワークショップで発表を行う予定である。また、直線炭素鎖分子C7Nの測定に成功した場合には、Astrophysical Journal に論文を発表する予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
予定した白色光源は、科研費の予算減額と本体価格の上昇により購入することができなかった。よって、既存のキセノンランプ型の白色光源において、装置の開発を行った。次年度は、本装置の開発のために、経験者のアルバイトを雇用して開発を加速させていく。
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| 備考 |
2018年度の受理された論文はないが、2019年4月現在５報の論文を投稿し、レスリーの審査を受けている。
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