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低温希ガス・小分子固体中の原子拡散におけるトンネル効果と化学反応

低温惰性气体和小分子固体中原子扩散的隧道效应和化学反应

基本信息

批准号：
10120208
负责人：
幸田清一郎
金额：
$ 0.9万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1. 本研究は、希ガス結晶における水素、重水素原子の化学反応と拡散の過程を実験的に追跡し、多体相互作用の場において進行するトンネル効果に関する知見を得ることを目的とする。このために、H_2Sなどをドープした自立した結晶を作成し、レーザーによる選択励起によって固体中に原子種を生成させ、その消滅過程、生成物の生成過程を赤外分光やレーザー分光の手段によって追跡する。本研究の実験的方法の特色は、自立した結晶をレーザー励起し、光学密度を上げ、極低濃度の化学種の追跡を可能とすることにある。結晶構造特有の場が反応や、拡散過程に及ぼす効果を明らかにすることができる。2. H_2Sを少量含む希ガスを既存の自立結晶作成装置へ導き、透明な自立結晶を作成した。赤外吸収スペクトルの解析により、低濃度の結晶ではH_2Sは単離された状態と2量体などとして存在することを明らかにした。220-260nm範囲の波長のレーザー光で励起することによって自立結晶のケージ中でSH+Hに解離させた。H_2Sの解離は、その赤外吸収の減衰から260nm近辺まで認められ、一方、SH、およびH原子の生成は、250nm以下で認められた。この結果は、光吸収解離に伴う過剰エネルギーが、あるしきい値以上のケースのみ水素原子がケージのポテンシャルから抜け出るとするモデルで解釈できる。モデル計算で得られるケージのポテンシャルの障壁高さに比べて、より低いエネルギーを有する水素原子が一部ケージの外へ表れている可能性があり、何らかのトンネル現象が関係している可能性を示した。また対応するD_2Sについても検討を進め、水素原子と重水素原子の挙動の差を示した。

1. The purpose of this study is to trace the chemical reaction and dispersion of water and heavy water atoms in the process of crystallization and to understand the results of multi-body interaction. In this case, H_2S can be used as a self-supporting crystal to form, disperse, and selectively excite atomic species in solids. The characteristics of the method of this study are: self-supporting crystallization, high optical density, and extremely low concentration of chemical species. Crystallization is characterized by the field of reflection, dispersion and reflection. 2. H_2S is a small amount of H_2S, which is used to make the existing free-standing crystal. The analysis of H_2S in the presence of H_2S in low concentration The wavelength of light in the range of 20 -260nm is excited by SH+H dissociation in self-supporting crystals. H_2S is dissociated, absorbed and decayed below 260 nm. The results are as follows: light absorption and dissociation are accompanied by light absorption and dissociation, and light absorption and dissociation are accompanied by light absorption. The calculation shows the possibility that the water element atom will form a part of the outer surface of the water element and the relationship between the water element and the outer surface of the water element. D_2S is the most important element in the atomic structure of the earth.