芳香族有機分子ナノ集合体の電子物性と構造ダイナミクス

芳香族有机分子纳米组装体的电子特性和结构动力学

• 批准号: 19029041
• 负责人: 中嶋 敦
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Keio University
• 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: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19029041/
• 关键词: 分子クラスター; ナノ集合体; 負イオン光電子分光; ナフタレン; アントラセン; テトラセン; ホールバーニング; 構造異性体; 分子クラスター; ナノ集合体; 負イオン光電子分光; ナフタレン; アントラセン; テトラセン; ホールバーニング; 構造異性体

本研究では、分子と凝縮相の懸け橋となる巨大サイズの分子クラスターを生成する方法論を確立させ、芳香族有機分子ナノ集合体の電子物性と構造ダイナミクスを、負イオン光電子分光法ならびにポンプープローブ実験から解明した。気相中におけるクラスターは、試料蒸気と不活性ガス(HeやArガス)の混合ガスを直径0mm程度のノズルから、真空中に断熱膨張することによって生成した。高温・高圧・超短パルスバルブ(Even-Lavieバルブ)を巨大クラスター生成のために導入し、負イオン化は、電子銃による電子衝撃イオン化法により生成した低速な2次電子付着によって行った。ナフタレン、アントラセン、テトラセンの3種のオリゴアセン分子に対してクラスター負イオンを生成し、飛行時間型質量分析部において質量分析を行った。テトラセン融点が357℃という高温である芳香族分子に対しても100量体を超える非常に大きなサイズのクラスターを生成することに成功した。単量体から30量体まで徐々に高エネルギー側にシフトしていたバンドに加えて、40量体付近以上では、0.5eV程度低エネルギー側に新たなバンドが観測された。このバンドの強度はサイズと共に増大し、50量体以降ではスペクトルの強度比が逆転した。これらの新たなバンドが構造異性体由来であるかを検証するため、アントラセンクラスター負イオンに対して、ホールバーニング光電子分光によるポンプープローブ実験を行った。ホール光を照射することによって、新たに出現した低エネルギー側のバンドは消失し、オリゴアセンクラスター負イオンには構造異性体が共存していることが明らかとなった。また、40量体以降で新たに現れる異性体は、生成サイズが異なるものの、(1)サイズが増大してもスペクトルがほとんどシフトしない、(2)スペクトル幅が比較的シャープ、という特徴を示し、これらは巨大オリゴアセンクラスターに共通した特徴であることがわかった。

在这项研究中，我们建立了一种产生巨大的分子簇的方法，该方法在分子和凝结相之间形成桥梁，并通过负离子光电学光谱光谱和泵探针实验阐明了芳香有机分子纳米组件的电子特性和结构动力学。气相中的簇是通过直径约为0 mm的喷嘴中的样品蒸气和惰性气（HE或AR气体）的混合物在真空中绝热膨胀产生的。引入了高温，高压，超短脉冲阀（均匀的脉冲阀），以生成巨型簇，并通过使用电子枪由电子撞击电离产生的慢速次级电子附着来实现负电离。生成了三种类型的寡烯酸分子的簇负离子：萘，蒽和四烯，并在飞行时间质谱仪中进行质谱。我们成功地生成了非常大的大小，超过100个商品的簇，对于四烯的高熔点为357°C。除了逐渐从单体转移到30-mer的频带外，在40-mer周围及以上的低能侧在0.5EV周围的低能侧观察到了新的频带。该频带的强度随大小增加而增加，在50mer之后，光谱的强度比被逆转。为了验证这些新频带是否来自结构异构体，使用炭疽式光电谱图对蒽簇负离子进行泵探针实验。通过辐照孔的光，新出现的低能带消失了，并且发现结构性异构体与寡乙烯簇负离子共存。此外，尽管40-mer后的新出现的异构体具有不同的生产尺寸，但它们的特性（1）频谱的特征几乎不转移，即使在尺寸增加时也不会移动，并且（2）光谱宽度相对较清晰，并且这些是巨大的寡素簇的常见特征。