ク-ロン爆発を利用したクラスタ-の構造解析


研究課題名 ク-ロン爆発を利用したクラスタ-の構造解析
レコードタイプ 研究実績報告
報告年度 1997
研究期間 1996-1997
研究課題番号 08454186
研究代表者 城丸 春夫  (シロマル ハルオ) 東京都立大学・理学研究科・助教授
研究代表者番号 70196632
研究機関 東京都立大学 研究機関番号:22601
研究種目 基盤研究(B) 研究種目コード:310
審査区分 一般 区分コード:03
研究分野[2] 物理化学 研究分野コード:341
キーワード 多価イオン / ク-ロン爆発 / 多電子移行 / 多次元検出器 / ECRイオン源 / 衝突 / CO_2 / 2原子分子
研究概要 本研究ではECRイオン源から引き出した多価イオンビ-ムを分子標的に衝突させ、生成したフラグメントイオンの位置敏感飛行時間分析を行った。成果は以下のとおりである。
1:大型の多次元検出器を導入しイオンの検出効率を改善した。希ガスを衝突タ-ゲットとしてシステムの性能評価を行いク-ロン爆発実験に十分使用できることを確認した。さらに信号解析システムを製作した。
2:120kevのAr^<8+>と2原子分子(N_2,O_2,CO)の衝突実験を行った。フラグメントイオンの飛跡を解析し、多電子移行の断面積が標的分子の配向に依存することを見出した。異方性は特にCOにおいて顕著であった。フラグメントイオンの運動エネルギ-は点電荷によるク-ロン爆発モデルと矛盾のないものであった。またオ-ジェ電子放出の角度相関についての知見を得た。
3:120keVのAr^<8+>と直線3原子分子(CO_2,N_20)の衝突実験を行った。CO_2についてはフラグメントイオンの飛跡解析によって衝突前の分子構造のイメ-ジングを行った。種々のフラグメントチャネルに対してほぼ妥当な分子イメ-ジを得た。両端の酸素に非等価に電荷が分布するケ-スに対して、点電荷によるク-ロン爆発モデルを仮定したシミュレ-ションを行ったところ実測とよく一致した。N_20については分子の対称性が落ちるためTOFスペクトルの解析が困難であった。この問題はさらに大きい検出器(現在計画中)を使用することで解決できると考えている。
4:本研究の最終目標であるクラスタ-の構造解析に向けてクラスタ-源の製作を行った。
以上の結果の一部は内外の学会において発表するとともに論文として公表した。
発表文献 H.Shiromaru 他6名: "An apparatus for position sensitive TOF measurements of fragment ions produced by coulomb explosion" Physica Scripta. T73. 407-409 (1997)


 

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