高感度ペニング電子分光法によるクラスターの表面電子分布の観測

使用高灵敏度潘宁电子能谱观察团簇表面电子分布

• 批准号: 11740305
• 负责人: 山北 佳宏
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11740305/
• 关键词: ペニング電子分光; 磁気ボトル; 光電子分光; 電子エネルギー分析器; クラスター; 超励起状態

本研究課題の目的は,高感度のペニング電子分光法により,負イオンクラスターの余剰電子分布および立体構造を系統的に調べることであった。平成11年度においては,装置開発と試料生成に関する実験を行った。以下にその成果を述べる。連続イオン化源に対応した磁気ボトル型電子エネルギー分析器を製作し,従来より1000倍以上の測定感度を中程度の分解能(82meV)において達成した。本装置を用いることにより,ArおよびのCO_2のvan der Waals錯体のペニング電子スペクトルをはじめて測定することができた。これらのクラスターでは,光学的にはFranck-Condon因子の制約から生成しえないが,He*(2^3S)からは共鳴的な励起エネルギー移動によって超励起状態が生成し,その後構造緩和を起こして自動イオン化を起こすことが明らかとなった。このような過程はクラスターに特異的であり,今後の研究の展開に重要な指針を与えた。高感度ペニング電子分光法を気相微量化学種に適用するための予備的な実験として,多環芳香族炭化水素(PAH)のペニング電子分光と金属クラスター気相への生成を行った。ベンゼンからコロネンに至るまでのPAHについて,π電子とσ電子の立体電子分布とHe*(2^3S)との相互作用をペニング電子スペクトルから議論した。また,レーザー蒸発によって生成した。Cu_n(n=1-3)とNO_x(x=0,1,2)の負イオンクラスターについて,光電子分光と理論計算により議論を行った。

该研究项目的目的是利用高灵敏度潘宁电子能谱系统地研究负离子簇的剩余电子分布和三维结构。 1999年，我们进行了设备开发和样品生成实验。结果描述如下。制作了一种兼容连续电离源的磁瓶式电子能量分析仪，在中分辨率（82meV）下实现了比传统电子能量分析仪高1000倍以上的测量灵敏度。通过该装置，我们首次测量了Ar和CO_2范德华配合物的潘宁电子能谱。尽管由于弗兰克-康登因子的限制，这些团簇不能以光学方式产生，但通过共振激发能量转移，He*(2^3S)会产生超激发态，然后发生结构弛豫，从而发生自电离。这个过程是特定于集群的，为未来的研究发展提供了重要的指导。作为应用高灵敏度潘宁电子能谱追踪气相化学物质的初步实验，进行了多环芳烃（PAH）的潘宁电子能谱和气相金属簇的形成。对于从苯到晕苯的多环芳烃，通过潘宁电子谱讨论了π和σ电子的空间电子分布及其与He*(2^3S)的相互作用。它也是通过激光蒸发生产的。利用光电子能谱和理论计算讨论了Cu_n(n=1-3)和NO_x(x=0,1,2)的负离子簇。

项目成果

F.Misaizu: "Negative-Ion Photoelectron Spectroscopy of Cu Clusters Reacted with Diatomic Molecules"Eur. Phys. J.D. 9. 297-301 (1999)

F.Misaizu：“与双原子分子反应的铜簇的负离子光电子能谱”Eur。

M.Yamauchi: "Collision Energy Resolved Penning Ionization Electron Spectra of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons"J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom.. 88-91. 155-161 (1999)

M.Yamauchi：“多环芳烃的碰撞能量分辨潘宁电离电子能谱”J。

Y.Yamakita: "A highly sensitive electron spectrometer for crossed-beam collisional ionization : a retarding-type magnetic bottle analyzer and its application to collision-energy resolved Penning ionization electron spectroscopy"Rev. Sci. Instrum.. (in pre

Y.Yamakita：“用于交叉束碰撞电离的高灵敏度电子能谱仪：延迟型磁瓶分析仪及其在碰撞能量解析潘宁电离电子能谱中的应用”Rev。

Y.Yamakita: "Penning ionization of [2,2]-paracyclophane by collision with metastable He*(2^3S) atoms"Chem. Phys. Lett. (in press).

Y.Yamakita：“通过与亚稳态 He*(2^3S) 原子碰撞实现 [2,2]-对环芳烷的潘宁电离”Chem。

H.Tanaka: "Observation of collisional ionization electron spectra of van der Waals clusters with metastable He*(2^3S) atoms : An evidence for autoionization from superexcited Ar clusters"J. Chem. Phys.. (in press).

H.Tanaka：“亚稳态 He*(2^3S) 原子范德华团簇碰撞电离电子谱的观察：超激发 Ar 团簇自电离的证据”J.