分子の部分光電離過程におけるしきい構造の研究

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分子の第一イオン化ポテンシャル以上の内部エネルギーを持つ中性の高励起状態の存在と、その自動電離による光電離過程への大きな寄与とが、シンクロトロン放射光を用いた本申請者の近年の研究をはじめとする内外の研究により具体的に指摘されている。しかし、超励起状態の電子的あるいは振動・回転的な状態の違いによる光電離過程への寄与の大小についての知見は、簡単な分子についてさえ、ほとんど得られていない。本研究では電子的にも、振動・回転的にも励起したイオンをコアとする超励起状態の存在する電子的励起イオンの生成する電離閾値領域での発光励起スペクトルの観測を行うことにより、これらの超励起状態が純粋に電子的な緩和のみによって自動電離するか、核運動の緩和を伴う非断熱的自動電離であるのか、またそれらによってどの電子的イオン状態を生成するかなどについての具体的知見を取得し、分子の光電離過程における超励起状態とその光電離過程への役割を明らかにすることを目的とするものである。上記の目的に従い、筑波高エネルギー物理学研究所・放射光実験施設において標記の発光観測実験をCO,O_2,CO_2分子について行った。特にCO分子については、第2電離閾値近傍に存在し、このイオン状態をコアとする振動励起した超励起状態の自動電離過程を観測することに成功し、これらの超励起状態がコアイオンを終状態として自動電離する場合のみならず、エネルギー的には充分隔たりをもつ電子的基底イオン状態にたいしても、電子的緩和のみによる自動電離が起こり得ず、非断熱的な振動自動電離により、緩和することについての具体的な知見を取得し、標記の研究を予定通りほぼ遅滞なく行うことができた。