電子励起一重項酸素の緩和と反応およびそれを利用したケミカルレ-ザ-に関する研究

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電子励起一重項酸素分子は寿命が長く、衝突失活の効率が低い励起化学種であり、しかもマイクロ波放電または化学反応により容易にかつ高効率で生成することができる。本研究では、室温および高温における一重項酸素の緩和と反応性を検討し、さらに、一重項酸素をエネルギ-供与体とする新しい可視光化学レ-ザ-発振の可能性を探索することを目的とする。電子励起一重項酸素分子の生成法としては、1)塩素ガスをアルカリ性過酸化水素水中に通じる化学的方法、2)酸素中のマイクロ波放電流通法を用い、これを高速流通装置に接続し、反応部において一重項酸素中にヨウ素その他の化学種を混合反応させ、可視発光のスペクトルを分光器と光電子増倍管またはマルチチャンネルアナライザ-(SMA)を用い、赤外発光スペクトルを赤外分光器と赤外線検出器、ロックインアンプを用いて測定した。この時、反応系の1torr前後の圧力をバラトロン圧力計で測定し、反応温度と共に記録計に描かせた。一重項酸素とヨウ素との反応性を検討する過程で見いだされた、一重項酸素と銅化合物との反応による非常に強い赤色発光の解明に研究テ-マがしぼられた。1)この反応は一重項酸素の他に塩素を含む必要があることが明確になり、種々検討の結果、この発光が塩化第二銅によること、2)SMAによる高分解スペクトルのシミュレ-ションを行ったこと、3)この発光は一重項酸素から多段階励起によること、4)塩化第一銅、また他のハロゲン化銅との反応でも一重項酸素中に塩素が存在すると塩化第二銅による同じ発光が観察されることが見いだされた。今後、衝撃波管と組み合わせた実験を行い、高温における一重項酸素の緩和と反応の測定を行い、さらに一重項酸素をエネルギ-供与体とするヨウ素化学レ-ザ-の反応のシミュレ-ションを追加する予定である。