超音速分子線による中性分子配向効果と衝突イオン化反応過程の立体異方性の研究

超声分子束碰撞电离反应过程的中性分子取向效应和立体各向异性研究

基本信息

批准号：
04J03231
负责人：
堀尾琢哉
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度(平成16年度)に行った液体窒素冷却型放電ノズルの開発により、衝突エネルギー分解ペニングイオン化電子分光法において観測可能な衝突エネルギー範囲を従来の70-350meVから20-350meVに拡大することができた。本年度はこの低温励起原子ビーム源を用いて、低エネルギー領域における実測データの不足から衝突イオン化反応の立体異方性を明らかにすることができなかった系(不飽和炭化水素(アセチレン,エチレン),アセトニトリル,硫化カルボニル)に対して、系統的な研究を行った。具体的には上記分子のHe^*(2^3S)励起原子による部分イオン化断面積の衝突エネルギー依存性(Collision Energy Dependence of Partial Ionization Cross Sections : CEDPICS)を20-350meVのエネルギー範囲において測定した。さらに実測CEDPICSおよび古典トラジェクトリ計算をもとにした理論計算により、実測CEDPICSを再現する定量的な相互作用ポテンシャルを求め、その立体異方性およびその原因を明らかにした。また低温励起原子ビーム源の開発とアセトニトリルに関する研究成果、およびアセチレンとエチレンに関する研究成果を学術論文として公表した。本研究課題である超音速分子線中における中性分子配向効果を明らかにするためには、励起原子-標的分子間の相互作用ポテンシャルを精密に求めることが必要不可欠であり、低温励起原子ビーム源の開発によりそれが可能となったと言える。以上より、本研究は超音速分子線中における中性分子配向効果および衝突イオン化過程における反応確率の立体異方性を明らかにするための実験手法の確立に大きく寄与したと結論できる。

去年（2004年）进行的液氮冷却型排放喷嘴的开发使我们能够扩大碰撞能量范围，这些碰撞能量范围可以在碰撞能量分解量电离电离电子光谱中从传统的70-350 MEV到20-350 MEV。今年，我们将这种低温激发原子束源用于系统（不饱和碳氢化合物（乙炔，乙烯），乙腈，羰基硫化物），无法揭示由于低能能区域中实际数据不足而导致的碰撞电离反应的立体异位。具体而言，在20-350 meV的能量范围内测量了由于He^*（2^3s）激发原子而导致的上述分子的部分电离横截面（CEDPICS）的碰撞能量依赖性。此外，使用基于实际的Cedpics和经典轨迹计算的理论计算来计算重现实际Cedpics的定量相互作用势，并阐明了立体异构及其原因。低温激发原子束来源的发展，乙腈的研究结果以及乙炔和乙烯的研究结果也已作为学术论文发表。为了阐明超音速分子束的中性分子取向效应，这是这项研究的主题，必须准确地确定激发的原子靶标分子之间的相互作用势，并且可以说，这是可能随着低温激发原子束源的发展而来的。从上面可以得出的结论是，这项研究极大地有助于建立一种实验方法，以阐明超音速分子束中的中性分子取向效应以及在碰撞电离过程中反应概率的立体异位症。