低温希ガス・小分子固体中の原子拡散におけるトンネル効果と化学反応

低温惰性气体和小分子固体中原子扩散的隧道效应和化学反应

基本信息

批准号：
08240211
负责人：
幸田清一郎
金额：
$ 1.73万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1.本研究は、希ガス結晶、窒素などの小分子結晶における水素、重水素原子の化学反応と拡散の過程を実験的に追跡し、その速度を相互に比較することにより、多体相互作用の場において進行するトンネル効果を測定することを目的とした。2.実験は、極低濃度にH_2Sをドープした自立した希ガスの結晶(多結晶)を作成して行った。この結晶に対して紫外部のパルスレーザー励起を行い、発光、紫外・可視吸収、赤外吸収などの分光学的な方法で反応物や生成物の同定、時間的変化の追跡を試みた。Kr、Xe結晶に関して行った状況は以下の通りである。(1)紫外・可視部の発光と吸収スペクトルによる検討:KrFレーザー照射下では可視・紫外部に発光を観測した。特に327nm近傍の発光は強くその寿命は120ns程度である。これはXeSからのエキシマー発光ではないかと推測した。また、S原子が存在することは、KrFレーザー照射後の結晶を466.6nmで励起し、820nm近傍に発光が見られることから確認した。同時に吸収スペクトルによりXeSに対応する吸収とSHに同定できる吸収が認められた。以上の結果から、低濃度のH_2Sを含むXeの自立型結晶においても、ArやKrマトリックス中と同様の光分解プロセスが起こっていると推定した。(2)赤外吸収スペクトルによる検討:固体中でH_2Sがどのような状態で存在しているかを知り、またH_2Sの減少を直接追跡するために、Xe中にドープしたH_2Sの赤外吸収測定を行った。2573cm^<-1>にダイマーの吸収、より高波数にモノマーの吸収を同定した。KrFレーザー照射によりこれらのピークは減衰することを見いだし、その速度は結晶の中の存在状態によることを明らかにした。以上の検討により、光分解が進行することを明らかにし、そのトンネル効果の検討の準備が整えられた。

1。这项研究旨在在小分子晶体（例如稀有气体晶体和氮）中实验跟踪氢和氘原子的化学反应和扩散过程，并将速度彼此比较以测量多体相互作用领域进展的隧道效应。 2。实验是通过在极低浓度下以H_2s掺杂的独立式稀有气体晶体（多晶）来进行的。用紫外线辐射对晶体进行脉冲激光激发，并使用光谱方法（例如发射，紫外线/可见吸收和红外吸收）尝试鉴定反应物和产物和跟踪时间变化。针对KR和XE晶体执行的情况如下。（1）检查紫外线和可见区域的排放和吸收光谱：在KRF激光照射下，在可见的和紫外线区域观察到发光。特别是，在327 nm附近的发射稳定，其寿命约为120 ns。我们推测这是XES的准分子发射。此外，S原子的存在被证实是用KRF激光辐射后的晶体在466.6 nm处激发，并且在820 nm附近观察到发射。同时，吸收光谱表明，与XES相对应的吸收和可以在Sh中鉴定的吸收。基于上述结果，据估计，在包含低浓度H_2S的XE的独立晶体中，与AR和KR矩阵相同。（2）红外吸收光谱：为了找出固体中存在哪些H_2并直接跟踪H_2S的还原，进行了XE期间掺杂的H_2S的红外吸收测量值。在2573 cm^<-1>下鉴定了二聚体的吸收，并在较高波数下吸收单体。我们发现，这些峰在KRF激光照射下腐烂，表明它们的速度是由于晶体中存在状态所致。上述调查表明，光降解进行了进展，并且已经进行了准备，以考虑隧道效应。