気相反応における非断熱遷移についての理論的研究

气相反应非绝热转变的理论研究

• 批准号: 11740316
• 负责人: 中島 徹
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11740316/
• 关键词: 非断熱遷移; 非経験的分子軌道法; 非断熱相互作用; ポテンシャルエネルギー面; 電子励起状態; 動力学; 脱離過程; 密度演算子法; 非断熱カップリング; ポテンシャル面; 反応座標; 波束法; 孤立分子

本年度は以下に挙げる気相光化学反応機構及び表面吸着分子の脱離機構の理論的解明に取り組んだ。(1)基底状態(X)から第二励起状態(B)への励起(Hartleyバンド(230-311nm))によるオゾン分子の光解離は実験・理論の両面から詳細に研究されてきた。しかし、B状態における量子動力学によっても実験研究を再現できていない。この光解離では基底状態と3つの励起状態が関与する電子状態間遷移の重要性が指摘されてきた。そこで、非経験的分子軌道法により各状態間の非断熱相互作用行列要素を求め、非断熱遷移がオゾン分子の解離に与える影響を調べた。(2)常温においてスチルベンはcis-trans異性化反応を起こさないが光励起することにより容易に異性化する。スチルベンのエチレン部の捩れを反応座標として基底状態及び一重項第一・第二励起状態についてのポテンシャルエネルギー面を動的電子相関の効果を含んだ非経験的分子軌道法(多配置多体摂動法:MRMP)によって求め、異性化反応のメカニズムの解明を試みた。(3)電子励起状態が重要な役割を果たすプラチナ金属表面に吸着した一酸化窒素分子の光脱離機構は依然明らかにされていない。そこで、脱離機構全解明するための実験(電場の影響の観察等)を提案し、実験結果から帰結される脱離機構を理論的な観点から考察した。具体的にはAntoniewicz型及びMGR(Menzel-Gomer-Redhead)型モデルポテンシャルを用いて、DIET(Desorption Induced by Electronic Transition)やDIMET(Desorption Induced by Multiple Electronic Transition)での脱離速度を波束法と密度演算子法より求めた。その結果、電場の影響による脱離速度の変化から脱離のメカニズムが推定できることを示した。

This year, the following theoretical explanations for the mechanism of photochemical reaction and the mechanism of desorption of adsorbed molecules on the surface are presented. (1)The substrate state (X) and the second excited state (B) are studied in detail in the Hartley field (230-311nm). Quantum dynamics is a new way to study quantum dynamics. The importance of photodissociation between substrate states and excited states and the transfer between electron states is highlighted. The molecular orbital method of non-thermal interaction between various states is used to calculate the factors of non-thermal interaction, and the molecular dissociation and influence of non-thermal migration are adjusted. (2)Normal temperature, temperature. A molecular orbital method (MRMP) for solving the problem of electron correlation in the transition region of a substrate state and a first and second excitation state is proposed. (3)The electron excitation state is important for the absorption of an acid molecule on the metal surface and the optical detachment mechanism is still visible. A complete explanation of the separation mechanism is given, and the effect of the electric field on the separation mechanism is investigated. Specifically, Antoniewicz type and MGR(Menzel-Gomer-Redhead) type are used in the separation of particles, DIET(Desorption Induced by Electronic Transition) and DIMET(Desorption Induced by Multiple Electronic Transition). As a result, the influence of the electric field on the separation velocity is changed, and the separation velocity is estimated.

项目成果

T.Nakajima,K.Yamashita: "Ab initio Study of aluminum chemical Vapor Deposition from dimethylaluminum hydride : a gas phase reaction mechanism"Journal of Molecular Structure (THEOCHEM). 490. 155-166 (1999)

T.Nakajima，K.Yamashita：“二甲基氢化铝铝化学气相沉积的从头研究：气相反应机理”分子结构杂志（THEOCHEM）。

T.Nakajima,T.Tanaka,K.Yamashita: "A THEORETICAL STUDY OF AL-CVD USING DIMETHYLALUMINUM HYDRIDE"MRS proceeding. 451-456 (1998)

T.Nakajima、T.Tanaka、K.Yamashita：“使用二甲基氢化铝进行 AL-CVD 的理论研究”MRS 进展。

P.Soalfrank,G.Boendgen,C.Corriol,T.Nakajima: "Direct and indirect DIET and DIMET from semiconductor and metal surface : What can we learn from 'toy Model'?"Faraday Discussions. 117巻. 65-83 (2000)

P.Soalfrank、G.Boendgen、C.Corriol、T.Nakajima：“半导体和金属表面的直接和间接 DIET 和 DIMET：我们可以从‘玩具模型’中学到什么？”法拉第讨论。 (2000)

H.Tsujii,T.Nakajima,K.Yamashita: "A Theoretical Study on Al-CVD using Dimethylathylamine alane"MRS proceeding. (in press). (2000)

H.Tsujii、T.Nakajima、K.Yamashita：“使用二甲基乙胺铝烷进行 Al-CVD 的理论研究”MRS 进展。