Development of a novel method for investigating radical species produced by electron-molecule collisions

开发一种研究电子-分子碰撞产生的自由基物种的新方法

基本信息

批准号：
19K21862
负责人：
渡邉昇
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-06-28 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K21862/
关键词：
原子・分子物理原子分子物理

项目摘要

本課題は、イオンの運動量イメージング技術を活用し、電子衝突で誘起される分子の結合開裂で生じた高活性中性解離種を光イオン化した後に分析するという新規測定法の開発を目的としている。その達成に向け、電子衝撃イオン化で生じた非弾性散乱電子と解離イオンとを同時計測する解離イオン同時計測EELS装置の散乱領域へ中性解離種を光イオン化する機構を導入するべく研究を進めた。また、装置改造への取り組みと並行して、中性解離種の測定対象として想定しているSF6などの分子に対して電子-イオン同時計測実験を行い、イオンイメージングの最適な測定条件を精査するともに、親イオン分子の解離メカニズムに対する知見を蓄積してきた。これに加え、昨年度の研究により見出した、反転対称性を持つ分子でありながらも解離イオンの放出角度分布に非対称性が生じるという特異な現象に対し、より詳細な調査を行っている。さらに、理論からのアプローチとして、四塩化炭素の電子励起散乱断面積の計算を行った。本分子の上層大気中における光解離で生成するClラジカルが、オゾン層破壊に顕著な役割を果たすことが知られているが、その引き金となる紫外・真空紫外光吸収で生じる電子励起状態については、未解明な点が多い。そこで、電子散乱断面積が個々の電子励起状態を反映した特徴的な移行運動量依存性を示す特質を利用し、高精度理論計算を報告されている実験値と比較することで電子励起バンドの再帰属を行うとともに、分子振動が電子励起確率に与える影響を調べた。その結果、上層大気中でのCl生成にCCl非対称性伸縮振動が大きく影響することを突き止め、論文として報告している。この理論研究を通し、開発中の中性解離種のイメージング法をCCl4へ用いれば、その解離メカニズムの精査が可能となる見通しが得られた。

该问题旨在开发一种新颖的测定方法，该方法利用离子动量成像技术来分析高度活跃的中性分离物种，这些物种是由电子碰撞引起的光电发电后通过电子碰撞诱导的分子键裂解而产生的。为了实现这一目标，已经进行了研究，以引入一种用于将中性分离物种的光电离子化机制中的鳗鱼装置的散射区域，该物种同时测量了由电子影响电离产生的非弹性散射电子和解离的离子。此外，与修改设备的努力同时，我们对SF6等分子进行了电子离子测量实验，该实验的目的是测量中性分离物种的目标，并仔细检查了离子成像的最佳测量条件，并积累了有关亲本分离机构的累积知识。除此之外，我们还对去年的一项研究中发现的独特现象进行了更详细的研究，在该研究中，具有倒对象的分子在解离离子的释放角度分布中不对称。此外，作为一种理论方法，计算了四氯化碳的电子激发散射横截面区域。众所周知，通过在分子上部大气中进行的光解离产生的CL激素在臭氧层耗竭中起着突出的作用，但是关于紫外线和真空紫外线吸收产生的电子激发态的许多未知数，触发这些分子。因此，我们使用的特征是电子散射横截面区域表现出一种特征性的过渡动量依赖性，反映了单个电子激发态，并将高精度理论计算与报告的实验值进行了比较以重新分配电子激发带，并研究了分子振动对电子激发概率的效果。结果，我们发现CCL不对称拉伸振动对高层大气中的CL产生产生了重大影响，并报告了本文。通过这项理论研究，发现使用成像方法在CCL4上开发中性分离物种将允许对解离机制进行详细检查。