パルス電場イオン化法による状態選別イオンの生成とその分光測定への応用

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フェノールと水,アンモニア等の分子との水素結合体の2波長共鳴2光子イオン化励起スペクトルを測定した.また,高リュドベリ-(Ryd^*)状態の結合体を電場イオン化して,状態選別イオンを生成することを試みた.特定の結合体のみを選択的に最低励起一重項(S_1)状態に励起するために,まず,各結合体の質量選別S_1←S_0励起スペクトルを測定した.水との1:1結合体のスペクトルは,既報のものとよい一致を示した.今回得られたアンモニアとの1:1結合体の2波長励起スペクトル(オリジン35712±1cm^<-1>)は,高次の結合体からのフラグメンテーションの影響がなく,従来の1波長励起スペクトルより信頼性の高いものであると考えられる.次に,状態選別イオンを生成する目的で,S_1状態を経由した2光子吸収法により,特定の結合体のみをRyd^*状態へ励起し,パルス電場の印加によりイオン化した.従来は,弱い定常電場を用いて,直接イオン化した光イオンと電場イオンとを分離していた.しかし,この定常電場の存在が,状態選別イオンの収量を著しく低下させることが判明した.そこで今回,電場のない条件でRyd^*状態へ励起した後,階段状の弱い電場を印加し段階的に電場イオン化を行い,最後に起源の異なるイオンを分離するための強いパルス電場を印加する方法を開発した.今回対象としたようなフェノール水素結合体の場合,電場イオン化法による状態選別イオンの生成効率は,かなり低いことがわかった.これは,水素結合に関与している水素原子の位置がS_1状態とRyd^*状態とで大きく異なり,Ryd^*←S_1遷移のフランク・コンドン因子が小さいためであると考えられる.したがって,分光測定への応用を目的とした状態選別イオンの生成という観点からは,パルス電場イオン化法には,適用できる対象に制約があるといえる.