電子衝突による分子多電子励起メカニズムの解明

通过电子碰撞阐明分子多电子激发机制

• 批准号: 11J09859
• 负责人: 谷内 一史
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J09859/
• 关键词: 2電子励起状態; 電子-分子衝突; Lyman-α光子; 反応素過程

本研究では、電子衝突による分子多電子励起メカニズムの解明を目的としている。前年度には、水分子を対象とし、入射電子エネルギー100eV、電子散乱角3°、8°、15°、20°、30°における光子標識付き電子エネルギー損失スペクトルを測定した。本年度は、上述したスペクトルにおいて、電子散乱角3°、励起エネルギー31eV周辺、及び電子散乱角8°、励起エネルギーπ5eV周辺にみられた鋭いピークの起源について理論研究者と詳細に議論した。これらのピークは光励起過程においては観測されず、また電子散乱角15°、20°、30°においても観測されなかった。鋭いピーク構造とその強い電子散乱角依存性の起源として(1)電子散乱角3°と8°にのみ現れたピークは光学的禁制2電子励起状態に起因する、(2)1つの電子状態に起因する成分の形状がFranck-Condon因子により決まるという広く用いられている近似が破綻する、という2つの可能性が挙げられる。特に後者については、分子多電子励起状態において非常に重要となる「多次元非断熱遷移」が強く関与していると考えられる。このように、分子多電子励起メカニズムを理解する上で重要と考えられる現象を観測出来た点で、本研究で得られた結果の重要度は高いと言える。また、上述したような水分子で観測された鋭いピーク構造は、報告者が以前測定したメタン分子の光子標識付き電子エネルギー損失スペクトルには観測されなかった。そこで、今後の研究進展に備えて、水分子とメタン分子に続く対象として、同じく10個の電子を有し、それらの中間的な性質を有するアンモニア分子を選び、入射電子エネルギー100eV、電子散乱角8°と15°で予備的に光子標識付き電子エネルギー損失スペクトルを測定した。

本研究的目的是阐明电子碰撞导致分子多电子激发的机制。去年，我们测量了入射电子能量为100 eV、电子散射角为3°、8°、15°、20°和30°时水分子的光子标记电子能量损失谱。今年，我们与理论研究人员详细讨论了上述光谱中电子散射角3°、激发能31eV附近和电子散射角8°、激发能附近观察到的尖峰的起源。 π5eV。在光激发过程中没有观察到这些峰，在电子散射角为15°、20°和30°时也没有观察到这些峰。尖峰结构及其强电子散射角依赖性的起源包括（1）仅在电子散射角为3°和8°处出现的峰是由于光禁双电子激发态造成的，以及（2）一种广泛使用的由 Franck-Condon 因子决定归因成分形状的近似有两种可能性。特别是，后者被认为受到“多维非绝热跃迁”的强烈影响，这在分子多电子激发态中极其重要。这样，本研究获得的结果可以说是非常重要的，因为我们能够观察到对于理解分子多电子激发机制很重要的现象。此外，在作者之前测量的甲烷分子的光子标记电子能量损失谱中，没有观察到如上所述在水分子中观察到的尖峰结构。因此，为了为未来的研究进展做准备，我们选择了同样有10个电子且性质介于它们之间的氨分子作为水分子和甲烷分子之后的目标，并将入射电子能量设置为100 eV，电子散射初步光子标记电子能量损失光谱在 8° 和 15° 处测量。

项目成果

電子-H_2O衝突における2電子励起過程の強い電子散乱角依存性

电子-H_2O碰撞中双电子激发过程的强电子散射角依赖性

• 发表时间: 2012
• 作者: 小手川正二郎;小手川正二郎;小手川正二郎;小手川正二郎;小手川正二郎;小手川正二郎;小手川正二郎;小手川正二郎;小手川正二郎;小手川正二郎;小手川正二郎;小手川正二郎;小手川正二郎;小手川正二郎;小手川正二郎;小手川正二郎;小手川正二郎;小手川正二郎;小手川正二郎(共著);谷内 一史
• 通讯作者: 谷内 一史