イオントラップパルス電子回折法による原子・分子クラスターの構造決定と反応追跡

使用离子阱脉冲电子衍射法测定原子和分子簇的结构和反应跟踪

基本信息

批准号：
14740323
负责人：
星名賢之助
金额：
$ 2.24万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

平成15年度は、(i)イオントラップ電源の改良、(ii)フェムト秒レーザーを用いた分子・クラスターイオンの生成とそのトラップ条件の検証、および(iii)イオントラップをパルス電子回折装置に組み込んだ実験装置の立ち上げを行った。成果を以下にまとめる。(1)従来の電源では、ある質量Mのイオンをトラップする条件に設定した場合に、他の質量M'(>M)のイオンも同時にトラップ条件に入ってしまうため、特定の質量Mのイオンのみをトラップに捕捉することは困難であった。そこで、バイアス電圧が可変のRF電源にし、特定の質量Mのイオンのみを捕捉できるような改良をした。そして、前年度まで分離して捕捉できなかった、(i)アニリンの紫外レーザー照射により生じるC_5H_6^+(M=66)と、(ii)同時に生じるアニリンイオン(M=93)をそれぞれ分離してトラップ内に捕捉することが可能となった。(2)対象とするイオンを効率よく生成しイオントラップ内に捕捉されるために、フェムト秒レーザー(800nm,100fs,>0.5mJ/pulse)を用いた光イオン化を行った。生成されたイオンをトラップに一旦捕捉し、その後飛行時間(TOF)型質量分析器により観測した。四塩化炭素分子(CCl_4)にフェムト秒レーザーを照射した場合、TOFスペクトルには、CCl_n^+(n=3,2,1)が観測され、それぞれのイオン種を単独でトラップ内に捕捉することができた。また、Xeガスを試料とした場合、XeクラスターXe_n(n=2-8)が生成した。とくにXe_2は充分な強度で、単独で捕捉することが可能であった。(3)イオントラップをパルス電子回折装置に組み込んだ装置を立ち上げた。真空度、RFトラップの動作、およびパルス電子銃の動作の確認を行い、トラップされたイオンのパルス電子回折像を測定するための実験条件を整えた。

在2003财年，我们（i）改进了离子陷阱电源，（ii）验证了使用飞秒激光生成分子和簇离子及其捕获条件，以及（iii）将离子陷阱合并到脉冲电子衍射装置中。启动了实验设备。结果总结如下。 (1) 对于传统电源，当设置捕获特定质量M的离子的条件时，其他质量M'(>M)的离子也同时进入捕获条件，很难在一次中仅捕获这些离子。陷阱。因此，我们制作了一个具有可变偏置电压的射频电源并对其进行了改进，以便我们只能捕获具有特定质量M的离子。然后，我们分离了通过紫外激光照射苯胺产生的（i）C_5H_6^+（M=66）和同时产生的（ii）苯胺离子（M=93），直到前一年才将其分离和捕获。现在可以用陷阱捕获它。（2）使用飞秒激光（800nm，100fs，>0.5mJ/脉冲）进行光电离，以有效地产生目标离子并将其捕获在离子阱中。产生的离子被捕获在陷阱中，然后使用飞行时间（TOF）质谱仪进行观察。当用飞秒激光照射四氯化碳分子（CCl_4）时，在TOF光谱中观察到CCl_n^+（n=3,2,1），表明每个离子种类在陷阱中被单独捕获。此外，当使用Xe气体作为样品时，生成Xe簇Xe_n(n＝2-8)。特别是，Xe_2 的强度足以单独捕获。 (3)推出了将离子阱集成到脉冲电子衍射装置中的装置。确认了真空度、射频陷阱的操作和脉冲电子枪的操作，并建立了测量捕获离子的脉冲电子衍射图像的实验条件。