固体ヘリウムを用いた理想的なマトリックス単離分光法の開発

使用固体氦开发理想基质隔离光谱

基本信息

批准号：
15655007
负责人：
百瀬孝昌
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、もっとも相互作用の小さいヘリウム原子の固体である固体ヘリウム中に分子を捕捉して、その振動回転電子状態の超高分解能分光を行う究極のマトリックス分離分光法の開発を行うことを目的としている。本年度は、これまでに技術が確立されていない固体ヘリウムへの分子の捕捉技術の開発を行うとともに、実際に分子を入れ、赤外分光を試みた。固体ヘリウムは20気圧以上の高圧でしか存在しないため、真空卞で低温の基板に混合ガスを吹き付けてマトリックスを生成する通常のマトリックス単離分光法の手法を用いることができない。そこで閉じたセルの中に高圧をかけて結晶を成長させる新しい固体ヘリウムマトリックス法を開発し、その改良を行った。具体的には、セル内の圧力を20気圧以上にしてヘリウム固体が成長する条件を作り、そこにさらに高圧にした混合ガスをノズルから吹き出しながら固体表面に吹き付けることによって、固体ヘリウム中に分子を捕捉する手法である。このとき、セルの温度は固体ヘリウムのできる1K程度に冷却する必要がある一方、混合ガスを吹き出すノズルはできれば室温程度の温度に保つ必要がある。そのためにヒーターを用いてノズルを適度に加熱するとともに、ノズルの先の断熱を工夫することで、セルを1Kに保つことに成功した。この手法を用いてCO分子の捕捉を試みた。赤外分光から、ある条件下ではCOの非常に小さなクラスターが捕捉されることがわかり、現在さらに単離される条件を探しているところである。

这项研究旨在开发最终的基质分离光谱，该光谱捕获了固体氦气中的分子，该氦是氦原子的固态，并对振动旋转电子状态进行超高分辨率光谱。今年，我们开发了一项技术，将分子捕获成固体氦气，该技术以前尚未建立，实际上我们引入了分子并尝试了红外光谱法。由于固体氦仅在20多个大气层以上的高压下存在，因此通过真空将混合气体喷涂到低温基板上以产生基质的常规基质隔离光谱技术无法使用。因此，开发了一种新的固体氦基质方法，并改进了闭孔在高压下在高压下生长晶体。具体而言，该方法涉及通过将电池内部的压力设置为生长氦固体的条件，然后将混合气体喷洒，从而将其从喷嘴进一步增加到固体表面，同时将其从喷嘴中吹出。目前，必须将细胞的温度冷却至约1K，该温度由固体氦气制成，而吹出混合气体的喷嘴必须保持在室温的温度约为室温。为此，我们通过使用加热器适度加热喷嘴并设计喷嘴尖端的绝缘材料来将电池保持在1K处。该技术用于捕获CO分子。红外光谱表明，在某些条件下，捕获了CO的很小簇，我们目前正在寻找进一步的隔离条件。