気相中の衝突素過程における化学反応ダイナミックスの速度論的研究

气相基本碰撞过程中化​​学反应动力学的动力学研究

• 批准号: 19J21707
• 负责人: 天道 尚吾
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J21707/
• 关键词: 金ナノ粒子; 自己組織化単分子膜; 電荷移動時間; パルスレーザアブレーション; 電荷移動ダイナミックス; 化学反応速度論; 衝突素過程

所属研究室では長年にわたり金属基板上のチオール分子を対象に研究を行っており，本研究員は研究対象を金属基板から金属ナノ粒子へと展開した先駆的な研究を遂行している。本年度は主に2種類の測定手法を利用して光照射後のチオール分子中の電荷(電子)移動ダイナミックスに関する相補的な知見を得た。放射光照射にもとづく非接触な分子の導電性測定を行い，導電性の観点から電荷移動過程を評価した。広島大学が所有する放射光施設HiSORにある軽元素測定に優れたビームライン13においてメルカプト安息香酸メチル誘導体を被覆した金ナノ粒子のX線吸収端微細構造スペクトルおよび電子分光スペクトルを観測した。励起光のエネルギーを選定しメトキシ基を選択的に励起することで生じた電子の金ナノ粒子への電荷移動時間をコアホールクロック法にもとづく解析から決定した。また，高エネルギー加速器研究機構Photon Factoryビームライン2Bにおいて飛行時間分解型質量分析実験を行った。軟X線照射で生じる分子内の電子の対生成物となる脱離イオンフラグメントを観測して金属表面形状および分子鎖長が表面化学反応に与える影響を解明するために重要なスペクトルの観測に成功した。電荷移動時間が速い，すなわち分子の電気伝導性が高いほど化学結合を選択的に切断でき特徴的な脱離イオンフラグメント分布が得られると判明した。さらに，支持体を金基板から金ナノ粒子に変更することで電気伝導性は低下し，化学結合切断の選択性も低下した。電荷移動時間の分子鎖長依存性にもとづく比較から，基板系とNP系の分子エレクトロニクスとしての違いが電荷移動ダイナミクスへ影響すると判明した。孤立系である金ナノ粒子上での電気伝導性および電荷移動ダイナミックスを解明した本成果は，ナノエレクトロニクス分野などへの応用が期待できる。

他的实验室多年来一直在对金属底物上的硫醇分子进行研究，这位研究人员一直在进行开创性的研究，他开发了从金属底物到金属纳米颗粒的研究对象。今年，我们主要使用两种类型的测量方法来获得有关电荷后硫醇分子中电荷（电子）转移动力学的互补知识。基于辐射的辐射对非接触分子进行了电导率测量，并从电导率的角度评估了电荷转移过程。在Beamine 13上观察到涂有甲基胃苯二甲酸酯衍生物的金纳米颗粒的X射线吸收边缘微观结构和电子光谱，这非常适合测量Hiroshima University由Hiroshima University拥有的Synchrotron辐射设施的光元素。通过选择激发光的能量以及将甲氧基对金纳米颗粒的激发能量和选择性激发产生的电子传递时间是通过基于核心孔时钟方法的分析来确定的。此外，时间分辨的飞行质谱实验是在高能加速器研究所的光子工厂梁2B上进行的。我们已经成功地观察到了一个光谱，该光谱对于阐明金属表面形状和分子链长度对表面化学反应的影响很重要，该光谱通过观察解剖离子片段，这是由软X射线辐照产生的分子中电子的配对产物。发现更快的电荷传输时间，即分子的电导率越高，越有选择性地切割化学键，从而导致解吸离子片段的独特分布。此外，将支撑从金底物更改为金纳米颗粒会降低电导率，并降低化学键断裂的选择性。基于电荷转移时间对分子链长度的依赖性的比较表明，底物和基于NP的分子电子之间的差异会影响电荷转移动力学。阐明在分离的金纳米颗粒上阐明电导率和电荷转移动力学的发现预计将应用于纳米电子的领域。

项目成果

Overall and state-specific electronic quenching of atomic sulfur S(3p34p 3P ) by collisions with He

原子硫 S(3p34p 3P ) 与 He 碰撞的总体和状态特定电子猝灭

• DOI: 10.1016/j.cplett.2019.136962
• 发表时间: 2020
• 期刊: Chemical Physics Letters
• 影响因子: 2.8
• 作者: Kawabata Daigo;Tendo Shogo;Kohguchi Hiroshi;Yamasaki Katsuyoshi
• 通讯作者: Yamasaki Katsuyoshi

Rate coefficients and the mechanism of quenching of electronically excited S(3p34p 3P) by collisions with He and N2

电子激发S(3p34p 3P)与He和N2碰撞猝灭的速率系数和机制

• 发表时间: 2019
• 作者: Kawabata;Daigo; Tendo;Shogo; Shin;Jongsik; Kohguchi;Hiroshi; Yamasaki;Katsuyoshi
• 通讯作者: Katsuyoshi

Nascent Vibrational Distributions of S2(X3Σg－) Generated in the S(1D) + OCS Reaction and Vibrational Relaxation by Collisions with He and CF4.

S(1D) + OCS 反应中生成的 S2(X3Σg−) 的新生振动分布以及与 He 和 CF4 碰撞引起的振动弛豫。

• DOI: 10.1016/j.cplett.2021.138841
• 发表时间: 2021
• 期刊: Chemical Physics Letters
• 影响因子: 2.8
• 作者: S. Tendo;H. Tanimoto;K. Kobayashi;H. Kohguchi;and K. Yamasaki
• 通讯作者: and K. Yamasaki

金ナノ粒子上の有機導電性分子における電荷移動ダイナミクス

金纳米颗粒上有机导电分子的电荷转移动力学

• 发表时间: 2022
• 作者: Kawabata Daigo;Tendo Shogo;Kohguchi Hiroshi;Yamasaki Katsuyoshi;天道 尚吾，仁王頭 明伸，田伏 真隆，田中 宏和，足立 純一，和田 真一
• 通讯作者: 天道 尚吾，仁王頭 明伸，田伏 真隆，田中 宏和，足立 純一，和田 真一

内殻励起分光法による芳香族分子被覆金ナノ粒子の研究

利用核心激发光谱研究芳香族分子包覆金纳米粒子

• 发表时间: 2021
• 作者: Kawabata Daigo;Tendo Shogo;Kohguchi Hiroshi;Yamasaki Katsuyoshi;天道 尚吾，仁王頭 明伸，田伏 真隆，田中 宏和，足立 純一，和田 真一;天道尚吾，田中宏和，足立純一，和田真一;天道尚吾，岡田悠希，和田真一
• 通讯作者: 天道尚吾，岡田悠希，和田真一