温度を規定した気相クラスターイオン単一異性体の化学反応の解明

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23655003
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 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)
• 研究分担者: 小安 喜一郎 東京大学, 大学院・理学系研究科, 准教授 (20508593)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: クラスター

研究概要

本研究では、イオン移動度分析法において温度が規定可能であるという利点を利用して、炭素・ケイ素クラスターに対して各異性体の解離反応やイオン分子反応の反応速度論的な議論を確立することに成功した。その結果、分離された異性体ごとの解離反応の違いを見出し、酸化・重水素化反応速度定数を決定することができた。また、遷移金属酸化物クラスターの構造異性体を分離し、サイズ変化に伴う構造変化について検討した。

研究成果

• [雑誌論文] 移動度分析法によって分離された気相クラスター異性体イオンの分光と反応 (2013)
  • 著者名/発表者名: 美齊津文典、小安喜一郎
  • 雑誌名: エアロゾル研究 巻: 28巻(印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isomer-separated photodissociation of large sized silicon and carbon cluster ions: Drift tube experiment combined with a tandem reflectron mass spectrometer forSi_<24>+ - Si_<27>+ and C_<32>+ - C_<38>+ (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Moriyama, T. Ohtaki, J. Hosoya, K. Koyasu, and F. Misaizu
  • 雑誌名: Eur. Phys. J. D 巻: 67 ページ: 13
  • DOI: DOI:10.1140/epjd/e2012-30535-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isomer-resolved dissociation of small carbon cluster cations, C_7+ - C_<10>+Chem (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Koyasu, T. Ohtaki, N. Hori, and F. Misaizu
  • 雑誌名: Phys. Lett 巻: 523 ページ: 54-59
  • DOI: DOI:10.1016/j.cplett.2011.12.032
  • 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 Bull (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Koyasu, T. Ohtaki, and F. Misaizu
  • 雑誌名: Chem. Soc. Jpn 巻: 84 ページ: 1342-1346
  • DOI: DOI:10.1246/bcsj.2011023
  • 査読あり
• [学会発表] 移動度分析法による酸化コバルトクラスターイオンの幾何構造の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 太田耕右、小安喜一郎、大下慶次郎、美齊津文典
  • 学会等名: 第2回イオン移動度研究会
  • 発表場所: 堺(ポスター)
  • 年月日: 2013-05-18
• [学会発表] イオン移動度分析法を利用した炭素・ケイ素クラスター異性体イオンの紫外光解離反応 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森山遼一、則正直哉、小安喜一郎、美齊津文典
  • 学会等名: 第2回イオン移動度研究会
  • 発表場所: 堺(ポスター)
  • 年月日: 2013-05-18
• [学会発表] イオン移動度分析法による酸化コバルトクラスターイオンの幾何構造のサイズ依存性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 太田耕右、小安喜一郎、美齊津文典
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 草津(滋賀)
  • 年月日: 2013-03-25
• [学会発表] 異性体分離した直線炭素クラスターイオンの酸化反応の速度論的研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 武田真行、大滝智広、小安喜一郎、美齊津文典
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 草津(滋賀)
  • 年月日: 2013-03-25
• [学会発表] 炭素およびケイ素クラスターイオン分離異性体の紫外光解離反応 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小安喜一郎、森山遼一、大滝智広、細谷淳、美齊津文典
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 草津(滋賀)
  • 年月日: 2013-03-25
• [学会発表] 質量選別された気相錯体イオンMg+FCH_3の光解離画像観測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 奥津賢一,星野浩志,小安喜一郎,美齊津文典
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 草津(滋賀)
  • 年月日: 2013-03-25
• [学会発表] Isomer-separated photodissocaition of carbon and silicon cluster ions (2013)
  • 著者名/発表者名: KOYASU Kiichiro, MORIYAMA Ryoichi, OHTAKI Tomohiro, HOSOYA Jun, MISAIZU Fuminori
  • 学会等名: Asian International Symposium
  • 発表場所: Shiga
  • 年月日: 2013-03-24
• [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] パルスマグネトロンスパッタ法で発生したイオンと中性種の組成の時間変化とエネルギー分析 (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、戸名正英、美齊津文典
  • 学会等名: 第6回分子科学討論会2012
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-09-21
• [学会発表] 異性体選別した炭素クラスターイオンの酸素および重水素との反応 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小安喜一郎、大滝智広、高橋開人、美齊津文典
  • 学会等名: 第6回分子科学討論会2012
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] Reactions and spectroscopy of isomer-selected cluster ions by mobility spectrometry (2012)
  • 著者名/発表者名: F. Misaizu
  • 学会等名: Path to Next-generation IMS: NewConcepts, Advanced Instrumentation, andLeveraging the Ion-molecule Chemistry
  • 発表場所: Workshop 5 in 19th IMSC, Kyoto
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] 異性体選択負イオン光電子分光のためのイオン移動度-質量分析装置の開発 (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: 第6回分子科学討論会2012
  • 発表場所: 東京(ポスター)
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] Size-dependent structures pf zinc oxide cluster ions studied by ion mobility mass spectromerty (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Komatsu, K.koyasu, and F. Misaizu
  • 学会等名: 19th International Mass Spectrometry Conference
  • 発表場所: Kyoto,(poster)
  • 年月日: 2012-09-17
• [学会発表] Isomer-selected photodissociation of carbon and silicon cluster ions with ion mobility mass spectrometry using a double reflectron time-of-flight mass spectrometer (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Koyasu, R. Moriyama, T. Ohtaki, J. Hosoya, and F. Misaizu
  • 学会等名: 19th International Mass Spectrometry Conference
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2012-09-17
• [学会発表] Photodissociation dynamics of mass-selected cluster ions examined by fragment-ion imaging (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Hoshino, Y. Yamakita, Y. Suzuki, M. Saito, K. Koyasu, and F. Misaizu
  • 学会等名: 19th international mass spectrometry conference in Kyoto
  • 発表場所: (poster) PMo-049
  • 年月日: 2012-09-17
• [学会発表] 反射型飛行時間質量分析計を用いたMg+FCH_3の光解離イオン画像観測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 奥津賢一,星野浩志,小安喜一郎,美齊津文典
  • 学会等名: 平成24年度化学系学協会東北大会
  • 発表場所: 秋田
  • 年月日: 2012-09-16
• [学会発表] 高出力パルスマグネトロンスパッタ蒸発源から放出されたイオン種と中性種の飛行時間質量分析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 塚本恵三、田村哲郎、松崎浩美、小安喜一郎、山本宏晃、石原太樹、戸名正英、美齊津文典
  • 学会等名: 2012年秋季第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 松山
  • 年月日: 2012-09-11
• [学会発表] Isomer-separated photodissociation of large sized silicon and carbon cluster ions (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Moriyama, T. Ohtaki, J. Hosoya, K. Koyasu, and F. Misaizu
  • 学会等名: 16th International Symposium on Small Particles and Inorganic Clusters
  • 発表場所: Leuven, Belgium
  • 年月日: 2012-07-11
• [学会発表] Photofragment ion imaging study of Mg ion-Ar complex with a reflectron mass spectrometer (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Hoshino, Y. Yamakita, Y. Suzuki, M. Saito, K. Koyasu, and F. Misaizu
  • 学会等名: 16th International Symposium on Small Particles and Inorganic Clusters
  • 発表場所: Leuven, Belgium
  • 年月日: 2012-07-10
• [学会発表] Structural change of zinc oxide cluster ionswith size studied by ion mobility mass spectrometry (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Komatsu, K. Koyasu, and F. Misaizu
  • 学会等名: 16th International Symposium on Small Particles and Inorganic Clusters
  • 発表場所: Leuven, Belgium
  • 年月日: 2012-07-10
• [学会発表] "Photodissociation of mass-selectedmetal-ligand complex ions examined by reflectron",imaging (2012)
  • 著者名/発表者名: F. Misaizu
  • 学会等名: Seminar in Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft
  • 発表場所: Berlin,Germany
  • 年月日: 2012-07-06
• [学会発表] Photodissociation dynamics of mass-selected cluster ions studied by reflectron imaging Faraday Discussions (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamakita, H. Hoshino, Y. Suzuki, M. Saito, K. Koyasu, and F. Misaizu
  • 学会等名: 157: Molecular Reaction Dynamics in Gases, Liquids, and Interfaces
  • 発表場所: Assisi, Italy
  • 年月日: 2012-06-26
• [学会発表] Photofragment ion imaging study ofMg+-XCH_3 with a reflectron mass spectrometer (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Hoshino, M. Saito, K. Koyasu, and F. Misaizu
  • 学会等名: 化学反応討論会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-06-07
• [学会発表] Photodissociation reactions of isomer-selected silicon and carbon clusterions; Sin+, n = 24-27 and Cm+, m = 32-38 (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Moriyama, J. Hosoya, T. Ohtaki, K. Koyasu, and F. Misaizu
  • 学会等名: 化学反応討論会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-06-06
• [学会発表] Chemical reactions of isomer-selected carbon cluster ions with O2 and D2 (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Koyasu, T. Ohtaki, and F. Misaizu
  • 学会等名: 化学反応討論会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-06-06
• [学会発表] イオン移動度質量分析法による酸化亜鉛クラスターイオンのサイズ増加に伴う構造変化の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小安喜一郎、小松邦彦、美齊津文典
  • 学会等名: 特定領域研究成果シンポジウム
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2012-05-26
• [学会発表] 移動度分析法で分離されたクラスター・ナノ粒子異性体イオンの反応と分光 (2012)
  • 著者名/発表者名: 美齊津文典
  • 学会等名: 第59回イオン反応研究会「イオン移動度、移動管」を用いた基礎研究の最前線
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-05-19
• [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: 2012-03-25
• [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: 2012-03-25
• [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] 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 andNano-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nd^3(n+1)s^1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: 2011-09-23
• [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: 2011-09-23
• [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: 2011-09-22
• [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: 2011-09-22
• [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: 2011-09-22
• [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: 2011-09-21
• [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] Unimolecular and bimolecular reactions of size- and isomer-selected cluster ions (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Koyasu, T. Ohtaki, and F. Misaizu
  • 学会等名: 16th International Symposium on Small Particles and Inorganic Clusters
  • 発表場所: Leuven, Belgium
  • 年月日: 2011-07-11
• [学会発表] Dissociative adsorption of oxygen and deuterium on separated isomers of carbon cluster ions (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Koyasu, T. Ohtaki, and F. Misaizu
  • 学会等名: 16th International Symposium on Small Particles and Inorganic Clusters
  • 発表場所: Leuven, Belgium
  • 年月日: 2011-07-11
• [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] 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: 2011-06-09
• [学会発表] Development of an ion imaging apparatus for photodissociation experiments of mass-selected ions (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] 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] 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: 2011-06-04