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2011 年度 実績報告書

微視的有機反応系としてのイオン・分子反応ダイナミクスの研究

研究課題

研究課題/領域番号 21350017
研究機関広島大学

研究代表者

高口 博志  広島大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (40311188)

キーワード化学物理 / 原子・分子物理 / 化学反応動力学
研究概要

本年度は、本研究課題の主要項目である量子状態と衝突エネルギーを制御したイオン分子ビーム源と、RFイオンガイド法を用いた反応実験装置を完成させた。また、完成したイオン・分子反応実験を適用する多原子イオン分子種として、メチルラジカルイオン(CHI_3^+)、アリルラジカルイオン(C_3H_5^+)の状態選別ビーム生成法を確立した。NO^+イオンを用いた反応実験装置の開発では、前年度までに問題点が見出されたイオン光学系および8重極イオンガイドのRF電極条件を改良することにより、1eVまでの低並進エネルギーを持つイオンを1000mmの経路にわたり効率よくガイド・検出するシステムを実現させた。特に並進エネルギーを3eV以上に設定した場合、RFガイドによる反応分子イオンの検出器までの輸送効率として、ほぼ100%が達成された。反応実験における衝突エネルギー分解能は、低エネルギー領域の3eVにおいてもΔE/E<5%が達成され、未知のイオン・分子反応機構を検出して動力学的に考察することができる。反応実験装置の開発と並行して進めた量子状態選別イオン種の生成法開拓では、光イオン化画像観測法による解離反応の散乱分布測定の結果を踏まえて、パルス放電法と紫外レーザー光解離法を共鳴多光子イオン化法と組み合わせることにより、CH_3^+とC_3H_5^+の副生成物のない高純度発生法を確立した。いずれもRFガイド法による反応実験装置への適用に十分なイオンビーム強度が得られている。CH_3^+はCH対称伸縮モードと面外変角振動モードの励起状態が選択可能であり、C_3H_5^+は複数の炭素骨格振動モードの励起状態を幅広く選択することができる。本研究計画の目標とした有機反応論の検証に向けて、必要とされる低エネルギー領域での高分解能化された有機イオン分子ビーム反応性散乱実験装置を開発し、新しい知見を得る研究段階に移行するに至った。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Rovibrational state specific scattering distributions of the O(^1D)+CD_4→OD+CD_3 (v_1, v_2, N) reaction2011

    • 著者名/発表者名
      H.Kohguchi, Y.Ogi, T.Suzuki
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 13 ページ: 8371-8378

    • 査読あり
  • [雑誌論文] He(I) Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy in Supersonic Molecular Beams Using Photoelectron Imaging2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Liu, K.Alnama, J.Matsumoto, K.Nishizawa, H.Kohguchi, Y-P.Lee, T.Suzuki
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry A

      巻: 115 ページ: 2953-2965

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acceleration of the Reaction OH + CO→H +CO_2 by Vibrational Excitation of OH2011

    • 著者名/発表者名
      N.Kohno, M.Izumi, H.Kohguchi, K.Yamasaki
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry A

      巻: 115 ページ: 4867-4873

    • 査読あり
  • [学会発表] 反跳速度測定によるニトロ化合物の微量分析と光解離ダイナミクス2011

    • 著者名/発表者名
      高口博志
    • 学会等名
      日本化学会西日本大会2011
    • 発表場所
      徳島大学(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-12
  • [学会発表] 対生成物の状態間相関測定によるニトロメタンの紫外光解離機構の解明2011

    • 著者名/発表者名
      高下慶典, 花田拓也, 住田聖太, 山崎勝義, 高口博志
    • 学会等名
      第5回分子科学討論会2011札幌
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2011-09-21
  • [学会発表] Photodissociation Dynamics of Nitro-Compound2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kohguchi
    • 学会等名
      The 14th Asian Conference of Chemistry
    • 発表場所
      The Queen Sirikit National Convention Center, Bangkok, Thailand(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-07
  • [学会発表] Elucidation of three-body dissociation mechanism of nitromethane by UV absorption2011

    • 著者名/発表者名
      Kohge, Yasunori; Hanada, Takuya; Sumida, Masataka; Yamasaki, Katsuyoshi; Kohguchi, Hiroshi
    • 学会等名
      第27回化学反応討論会
    • 発表場所
      東東工業大学(デジタル多目的ホール・コラボレーションルーム)
    • 年月日
      2011-06-08
  • [学会発表] Rate Coefficients for Vibrational Relaxation of OH(X^2П, v=0-4)by He and Nascent Vibrational Energy Distributions of OH Generated in O(^1D)+H_2 Reaction2011

    • 著者名/発表者名
      Yamashita, Jun; Kohno, Nanase; Kohguchi, Hiroshi; Yamasaki, Katsuyoshi
    • 学会等名
      第27回化学反応討論会
    • 発表場所
      東東工業大学(デジタル多目的ホール・コラボレーションルーム)
    • 年月日
      2011-06-08
  • [図書] ベーシックマスター「物理化学」2012

    • 著者名/発表者名
      高口博志(分担執筆)、築山光一、近藤寛、一國伸之編
    • 総ページ数
      400
    • 出版者
      オーム社

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公開日: 2013-06-26  

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