高励起・連続状態の関与する反応に関する理論的研究

第1種超励起状態の崩壊過程であるペニングイオン化は、種々の相で実験的研究がなされているが、共鳴エネルギー幅の計算が難しいこともあり、理論的研究は少ない。今年度は、準安定励起種として、He^*(2^1S)を用いた系H_2O-He^*(2^1S)→H_2O^+(^2B_1,^2A_1,^2B_2)+He+e^-について、量子化学計算、動力学計算を行い、He^*(2^3S)の系との比較を行った。共鳴状態ポテンシャルはH_2Oの非共有電子対の領域で引力的で、H_2OのH側で斥力的であった。これは、He^*(2^3S)の場合と類似しているが、斥力領域が広く、引力井戸が深くなっているのが特徴である。井戸の深さV^*_<min>は約0.65eVであり、3重項の場合と比べ、約0.2eV大きかった。Γ_iも、3重項Heの場合と同じく、イオン化に関与する分子軌道の分布を反映したものになっている。断面積を求めるために、2000本のトラジェクトリ計算を行い、速度依存性をH_2Oの回転温度T_<rot>=0,150,300Kで得た。トラジェクトリの解析のため、オパシティ関数を求めた。T_<rot>=300Kの場合、断面積は低エネルギーで増加し、E=0.3eV以上では全断面積・部分断面積がいずれもほぼ一定か、わずかに減少した。この傾向は、He^*(2^3S)の場合とほぼ一致しているが、回転温度を下げたときの低エネルギーでの断面積の増加、^2A_1イオン化の比率の高まりは、三重項Heの場合に比べ、顕著でなかった。オパシチ関数を比較すると、H_2O-He^*系のように異方性が強く、引力的、斥力的の両方の領域が現れる系については、そのどちらかが優勢であるかで、断面積の速度依存性が決まるが、その依存性は標的分子の回転の影響を大きく受け、回転温度が低いほど、引力的な領域の効果が強く現れるることが明らかになった。

第1種超励起状態の崩壊過程であるペニングイオン化は、種々の相で実験的研究がなされているが、共鳴エネルギー幅の計算が難しいこともあり、理論的研究は少ない。今年度は、準安定励起種として、He^*(2^1S)を用いた系H_2O-He^*(2^1S)→H_2O^+(^2B_1,^2A_1,^2B_2)+He+e^-について、量子化学計算、動力学計算を行い、He^*(2^3S)の系との比較を行った。共鳴状態ポテンシャルはH_2Oの非共有電子対の領域で引力的で、H_2OのH側で斥力的であった。これは、He^*(2^3S)の場合と類似しているが、斥力領域が広く、引力井戸が深くなっているのが特徴である。井戸の深さV^*_<min>は約0.65eVであり、3重項の場合と比べ、約0.2eV大きかった。Γ_iも、3重項Heの場合と同じく、イオン化に関与する分子軌道の分布を反映したものになっている。断面積を求めるために、2000本のトラジェクトリ計算を行い、速度依存性をH_2Oの回転温度T_<rot>=0,150,300Kで得た。トラジェクトリの解析のため、オパシティ関数を求めた。T_<rot>=300Kの場合、断面積は低エネルギーで増加し、E=0.3eV以上では全断面積・部分断面積がいずれもほぼ一定か、わずかに減少した。この傾向は、He^*(2^3S)の場合とほぼ一致しているが、回転温度を下げたときの低エネルギーでの断面積の増加、^2A_1イオン化の比率の高まりは、三重項Heの場合に比べ、顕著でなかった。オパシチ関数を比較すると、H_2O-He^*系のように異方性が強く、引力的、斥力的の両方の領域が現れる系については、そのどちらかが優勢であるかで、断面積の速度依存性が決まるが、その依存性は標的分子の回転の影響を大きく受け、回転温度が低いほど、引力的な領域の効果が強く現れるることが明らかになった。