超音速分子線による中性分子配向効果と衝突イオン化反応過程の立体異方性の研究

昨年度(平成16年度)に行った液体窒素冷却型放電ノズルの開発により、衝突エネルギー分解ペニングイオン化電子分光法において観測可能な衝突エネルギー範囲を従来の70-350meVから20-350meVに拡大することができた。本年度はこの低温励起原子ビーム源を用いて、低エネルギー領域における実測データの不足から衝突イオン化反応の立体異方性を明らかにすることができなかった系(不飽和炭化水素(アセチレン,エチレン),アセトニトリル,硫化カルボニル)に対して、系統的な研究を行った。具体的には上記分子のHe^*(2^3S)励起原子による部分イオン化断面積の衝突エネルギー依存性(Collision Energy Dependence of Partial Ionization Cross Sections : CEDPICS)を20-350meVのエネルギー範囲において測定した。さらに実測CEDPICSおよび古典トラジェクトリ計算をもとにした理論計算により、実測CEDPICSを再現する定量的な相互作用ポテンシャルを求め、その立体異方性およびその原因を明らかにした。また低温励起原子ビーム源の開発とアセトニトリルに関する研究成果、およびアセチレンとエチレンに関する研究成果を学術論文として公表した。本研究課題である超音速分子線中における中性分子配向効果を明らかにするためには、励起原子-標的分子間の相互作用ポテンシャルを精密に求めることが必要不可欠であり、低温励起原子ビーム源の開発によりそれが可能となったと言える。以上より、本研究は超音速分子線中における中性分子配向効果および衝突イオン化過程における反応確率の立体異方性を明らかにするための実験手法の確立に大きく寄与したと結論できる。

昨年度(平成16年度)に行った液体窒素冷却型放電ノズルの開発により、衝突エネルギー分解ペニングイオン化電子分光法において観測可能な衝突エネルギー範囲を従来の70-350meVから20-350meVに拡大することができた。本年度はこの低温励起原子ビーム源を用いて、低エネルギー領域における実測データの不足から衝突イオン化反応の立体異方性を明らかにすることができなかった系(不飽和炭化水素(アセチレン,エチレン),アセトニトリル,硫化カルボニル)に対して、系統的な研究を行った。具体的には上記分子のHe^*(2^3S)励起原子による部分イオン化断面積の衝突エネルギー依存性(Collision Energy Dependence of Partial Ionization Cross Sections : CEDPICS)を20-350meVのエネルギー範囲において測定した。さらに実測CEDPICSおよび古典トラジェクトリ計算をもとにした理論計算により、実測CEDPICSを再現する定量的な相互作用ポテンシャルを求め、その立体異方性およびその原因を明らかにした。また低温励起原子ビーム源の開発とアセトニトリルに関する研究成果、およびアセチレンとエチレンに関する研究成果を学術論文として公表した。本研究課題である超音速分子線中における中性分子配向効果を明らかにするためには、励起原子-標的分子間の相互作用ポテンシャルを精密に求めることが必要不可欠であり、低温励起原子ビーム源の開発によりそれが可能となったと言える。以上より、本研究は超音速分子線中における中性分子配向効果および衝突イオン化過程における反応確率の立体異方性を明らかにするための実験手法の確立に大きく寄与したと結論できる。