クラスターイオンの高感度異性体分離分光法の確立

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21350004
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 美齊津 文典 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20219611)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: クラスター / イオン移動度 / 異性体 / 質量分析 / 飛行時間質量分析計 / レーザー分光

研究概要

本研究では、イオン移動度分析法によって気相クラスター・ナノ粒子イオンの構造異性体を分離し、各異性体の解離反応・イオン分子反応・負イオン光電子分光の適用を可能にするための高感度分析装置の開発を行った。その結果、炭素クラスター・ケイ素クラスター・金属酸化物クラスターのイオンの系でサイズの増加に伴う異性体分離を観測し、分離された異性体ごとの解離反応の違いを見出し、酸化・水素化反応速度定数を決定することができた。

研究成果

• [雑誌論文] Isomer-resolved dissociation of small carbon cluster cations, C_7^+ . C_<10>^+ (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Koyasu, T. Ohtaki, N. Hori, and F. Misaizu
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett 巻: 523 ページ: 54-59
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature dependence of ion mobility of carbon cluster cations : Intermediate region connecting low-and high-field conditions (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Koyasu, T. Ohtaki, and F. Misaizu
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn. 巻: 84 ページ: 1342-1346
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adsorption of Small Molecules with Hydroxyl Group on Sodium Halide Cluster Ions (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Tsuruta, A. Furuya, K. Ohno, M. Lintuluoto, and F. Misaizu
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. A 巻: 114 ページ: 1432-1436
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isomer-Selected photoreactions of Gas-Phase Cluster Ions (2009)
  • 著者名/発表者名: F. Misaizu, N. Hori, H Tanaka, K. Komatsu, A. Furuya, and K. Ohno
  • 雑誌名: European Phys J., D 巻: 52 ページ: 59-62
  • 査読あり
• [学会発表] 成膜条件下におけるパルススパッタイオン源から放出されたイオン種と中性種の質量分析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松崎浩美、田村哲郎、山本宏晃、石原太樹、塚本恵三、小安喜一郎、美齊津文典
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 20120300
• [学会発表] Mg^+ ICH_3クラスターイオンの質量選別光解離画像観測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 齊藤雅嵩、星野浩志、山北佳宏、小安喜一郎、美齊津文典
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 20120300
• [学会発表] パルスマグネトロンスパッタ法で発生したプラズマの飛行時間型質量分析装置による解析と蒸着膜の相関 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田村哲郎、松崎浩美、小安喜一郎、山本宏晃、石原太樹、塚本恵三、美齊津文典
  • 学会等名: 2012年春季第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20120300
• [学会発表] ケイ素クラスターイオンの異性体分離と解離反応への展開 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森山遼一、小安喜一郎、美齊津文典
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] イオン移動度分析法による酸化亜鉛クラスターイオンの幾何構造の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小松邦彦、小安喜一郎、美齊津文典
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] 異性体分離した炭素クラスターイオンにおける酸化反応の温度依存性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大滝智広、小安喜一郎、美齊津文典
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] Temperature dependence of oxidation reactions of isomer-separated carbon cluster cations (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Koyasu, T. Ohtaki, and F. Misaizu
  • 学会等名: Gordon Research Conference on Molecular and Ionic Clusters
  • 発表場所: Ventura, CA, U. S. A
  • 年月日: 2012-02-02
• [学会発表] パルススパッタ法で生成したプラズマの飛行時間法によるイオン組成解析装置の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田村哲郎、小安喜一郎、山本宏晃、石原太樹、塚本恵三、美齊津文典
  • 学会等名: 第五回分子科学討論会2011
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20110900
• [学会発表] 反射型分析計によるMg+ を含む錯体イオンの質量選択光解離画像観測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 星野浩志、山北佳宏、鈴木良知、齊藤雅嵩、小安喜一郎、美齊津文典
  • 学会等名: 第五回分子科学討論会2011
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20110900
• [学会発表] 画像観測法による質量選別した金属分子イオン錯体の光解離動力学の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山北佳宏、星野浩志、鈴木良知、美齊津文典
  • 学会等名: 第五回分子科学討論会2011
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20110900
• [学会発表] Ultraviolet photodissociation of Mg+-Ar:An ion imaging study with a reflectron mass spectrometer (2011)
  • 著者名/発表者名: 星野浩志、山北佳宏、鈴木良知、美齊津文典
  • 学会等名: 第27回化学反応討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20110600
• [学会発表] クラスター・ナノ粒子のサイズと形:質量分析とイオン移動度分析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 美齊津文典
  • 学会等名: ナノ学会ナノサイエンススクール講義
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 20110600
• [学会発表] 高出力インパルスマグネトロンスパッタリング法によって発生したプラズマ解析のための飛行時間型質量分析装置の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田村哲郎、小安喜一郎、山本宏晃、石原太樹、塚本恵三、美齊津文典
  • 学会等名: 2011年春季第58回応用物理学会
  • 発表場所: 厚木
  • 年月日: 20110300
• [学会発表] 反射型質量選別画像観測法によるMg+(CH3I)価イオン錯体の気相光解離反応 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山北佳宏、星野浩志、鈴木良知、美齊津文典
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20110300
• [学会発表] 反射型飛行時間質量分析計を用いたクラスターイオンの光解離画像観測装置の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木良知、山北佳宏、星野浩志、美齊津文典
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20110300
• [学会発表] 反射型質量分析によるMgAr+ の光解離反応の画像観測実験 (2011)
  • 著者名/発表者名: 星野浩志、山北佳宏、鈴木良知、美齊津文典
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20110300
• [学会発表] 異性体分離した炭素クラスターイオンの酸化反応 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大滝智広、小安喜一郎、美齊津文典
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20110300
• [学会発表] 気相イオン移動度分析法を用いたV^+, Nb^+, T^+ の電子状態分離 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田原裕士、小松邦彦、小安喜一郎、美齊津文典
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20110300
• [学会発表] 大分子・ナノクラスターの構造特異的化学反応の解明に向けて-イオン移動度質量分析の可能性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 美齊津文典
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20110300
• [学会発表] Oxidation reaction kinetics of isomer-selected carbon cluster ions (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Koyasu, T. Ohtaki, and F. Misaizu
  • 学会等名: International Symposium on Clusters and Nano-Structures
  • 発表場所: Richmond, VA, U. S. A
  • 年月日: 2011-11-09
• [学会発表] 移動度分析法を用いたnd3(n+ 1)s1型配置遷移金属イオンの電子状態分離 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田原裕士、小松邦彦、小安喜一郎、美齊津文典
  • 学会等名: 第五回分子科学討論会2011
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] イオン移動度分析法による酸化亜鉛クラスターイオンのアニール効果の観測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小松邦彦、小安喜一郎、美齊津文典
  • 学会等名: 第五回分子科学討論会2011
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] 炭素クラスター異性体イオンの酸化反応 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小安喜一郎、大滝智広、美齊津文典
  • 学会等名: 第五回分子科学討論会2011
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] 炭素クラスターイオンの酸化反応における構造、サイズ依存性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大滝智広、小安喜一郎、美齊津文典
  • 学会等名: 平成23年度化学系学協会東北大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] イオン移動度分析法を用いたケイ素クラスターカチオンの異性体選択解離実験 (2011)
  • 著者名/発表者名: 森山遼一、小安喜一郎、美齊津文典
  • 学会等名: 平成23年度化学系学協会東北大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] Isomer-specific reactivity of small carbon cluster cations (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Koyasu, T. Ohtaki, and F. Misaizu
  • 学会等名: International Symposium on Ion Mobility Spectrometry
  • 発表場所: Edinburgh, U. K.
  • 年月日: 2011-07-28
• [学会発表] Collisional oxidation and dissociation of isomer-separated carbon cluster ions (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Koyasu, T. Ohtaki, and F. Misaizu
  • 学会等名: The Fifth International Symposium"Atomic Cluster Collisions"
  • 発表場所: Berlin, Germany
  • 年月日: 2011-07-21
• [学会発表] Oxidation reactions of isomer-separated carbon cluster ions (2011)
  • 著者名/発表者名: 大滝智広、小安喜一郎、美齊津文典
  • 学会等名: 第27回化学反応討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-06-09
• [学会発表] Structural change of (ZnO)n+ ions with cluster size studied by ion mobility spectrometry (2011)
  • 著者名/発表者名: 小松邦彦, 小安喜一郎、美齊津文典
  • 学会等名: 第27回化学反応討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-06-08
• [学会発表] Isomer separation with ion mobility spectrometry and dissociation of the selected isomers in gas phase (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Koyasu, T. Ohtaki, and F. Misaizu
  • 学会等名: New Horizons in Cluster Chemistry
  • 発表場所: Kobe
  • 年月日: 20101000
• [学会発表] Photodissociation of isomer of cluster ions separated by ion mobility spectrometer combined with double reflectron type mass spectrometer (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Koyasu, T. Ohtaki, and F. Misaizu
  • 学会等名: New Horizons in Cluster Chemistry
  • 発表場所: Kobe
  • 年月日: 20101000
• [学会発表] Temperature dependence of ion mobility of carbon cluster cations (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Koyasu, T. Ohtaki, and F. Misaizu
  • 学会等名: 15th International Symposium on Small Particles and Inorganic Clusters, Oaxaca
  • 発表場所: Mexico
  • 年月日: 20100900
• [学会発表] Misaizu Isomer-selected dissociation of small carbon cluster cations 15th International Symposium on Small Particles and Inorganic Clusters (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Koyasu, T. Ohtaki, and F.
  • 学会等名: 15th International Symposium on Small Particles and Inorganic Clusters
  • 発表場所: Oaxaca, Mexico
  • 年月日: 20100900
• [学会発表] Misaizu Photodissociation of isomer-selected ions using an ion mobility spectrometer and double reflectron time-of-flight mass spectrometer (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Koyasu, T. Ohtaki, and F.
  • 学会等名: Molecular and Ionic Clusters Conference 2010
  • 発表場所: Niigata
  • 年月日: 20100900
• [学会発表] Photodissociation imaging of molecular clusters with Mg monocations (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamakita, Y. Suzuki, H. Hoshino, and F. Misaizu
  • 学会等名: Molecular & Ionic Clusters Conference (MIC 2010)
  • 発表場所: Niigata
  • 年月日: 20100900
• [学会発表] サイズと構造を特定した炭素クラスターイオンの衝突誘起解離反応 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大滝智広、小安喜一郎、美齊津文典
  • 学会等名: 第四回分子科学討論会2010
  • 発表場所: 豊中
  • 年月日: 20100900
• [学会発表] 異性体分離分光のための二重リフレクトロン型イオン移動度-質量分析装置の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小安喜一郎、大滝智広、美齊津文典
  • 学会等名: 第四回分子科学討論会2010
  • 発表場所: 豊中
  • 年月日: 20100900
• [学会発表] 金属-分子気相錯体イオンにおける光解離反応の画像観測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 星野浩志、鈴木良知、山北佳宏、美齊津文典
  • 学会等名: 平成22年度化学系学協会東北大会
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 20100900
• [学会発表] 低温セルを用いた移動度分析法によるクラスターイオンの異性体分離 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大滝智広、小安喜一郎、美齊津文典
  • 学会等名: 特定領域研究「高次系分子科学」合同班会議
  • 発表場所: 淡路島
  • 年月日: 20100500
• [学会発表] 炭素クラスターイオンの異性体選択光解離と冷却効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小安喜一郎、大滝智広、美齊津文典
  • 学会等名: ナノ学会第8回大会
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 20100500
• [学会発表] 移動度分析法による炭素クラスターイオン異性体分離への冷却効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小安喜一郎、大滝智広、美齊津文典
  • 学会等名: 日本化学会第90回春季年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20100300
• [学会発表] 異性体分離した炭素クラスターイオンに対する紫外線解離反応のサイズ依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大滝智広、小安喜一郎、美齊津文典
  • 学会等名: 日本化学会第90回春季年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20100300
• [学会発表] 原子分子クラスターの科学 (2009)
  • 著者名/発表者名: 美齊津文典
  • 学会等名: 日本大学工学部特別講義
  • 発表場所: 郡山
  • 年月日: 20091200
• [学会発表] Separation of Atomic and Cluster Ions by Mobility Spectrometry (2009)
  • 著者名/発表者名: F. Misaizu
  • 学会等名: G-COE Symposium with Dalian Institute of Technology
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 20091200
• [学会発表] 低温セルを用いた移動度分析法によるクラスターイオンの異性体分離 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大滝智広、美齊津文典
  • 学会等名: 化学系学協会東北大会
  • 発表場所: 郡山
  • 年月日: 20090900
• [学会発表] サイズと形を選択したクラスターイオンの分光へ-移動度分析法によるアプローチ (2009)
  • 著者名/発表者名: 美齊津文典
  • 学会等名: 原子衝突研究協会第34回年会
  • 発表場所: 八王子
  • 年月日: 20090800
• [学会発表] Isomer-Resolved Photodissociations of Cluster Ions (2009)
  • 著者名/発表者名: F. Misaizu, T. Ohtaki, N. Hori, and K. Ohno
  • 学会等名: The 18th Annual Conference on Ion Mobility Spectrometry
  • 発表場所: Thun, Switzerland
  • 年月日: 20090700
• [学会発表] Ion Mobility Spectrometry of Atomic and Molecular Clusters (2009)
  • 著者名/発表者名: F. Misaizu
  • 学会等名: Symposium on Dynamics of Molecules and Clusters
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 20090700
• [学会発表] 低温領域における移動度分析法を用いた原子分子クラスターイオンの異性体分離 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大滝智広、大野公一、美齊津文典
  • 学会等名: 2009年度物理化学系研究室合同川渡セミナー
  • 発表場所: 宮城
  • 年月日: 20090600
• [学会発表] Ion mobility spectrometry of hydrated alkaline-earth metal clusters (2009)
  • 著者名/発表者名: 美齊津文典、田中宏規、大滝智広、大野公一
  • 学会等名: 第25回化学反応討論会
  • 発表場所: 大宮
  • 年月日: 20090600
• [学会発表] クラスターイオンの移動度分析と分離異性体の光解離ダイナミクス (2009)
  • 著者名/発表者名: 美齊津文典、田中宏規、大滝智広、大野公一
  • 学会等名: 第57回質量分析総合討論会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20090500
• [学会発表] Temperature dependence of ion mobility of small carbon cluster cations
  • 著者名/発表者名: 小安喜一郎、大滝智広、美齊津文典
  • 学会等名: 第26回化学反応討論会
  • 発表場所: 東広島