水素分子のオルソ・パラ転換を伴う表面動的過程の制御と設計

点击翻译按钮获取中文摘要

水素分子のオルソ・パラ転換の動的量子過程に関する理論的研究を行うにあたり、本年度は、触媒として実用に供されているFe(OH)_3系および、新しいナノ構造として人工的に作成されつつあるM(C_6H_6)_2(M=Mn,Fe,Co)遷移金属-ベンゼン・デックドサンドイッチクラスターの系をとりあげた。Fe(OH)_3の電子状態とそれによる水素分子のオルソ・パラ転換過程について解析した結果、水素分子の配向がFe(OH)_3クラスター平面に対して垂直に近い場合の転換確率は平行に近い場合よりも大きくなることを見出した。次に、M(C_6H_6)_2遷移金属-ベンゼン・デックドサンドイッチクラスターの電子状態と、それによる水素分子のオルソ・パラ転換過程について解析した。挟まれる遷移金属MがMn,Fe,Coの場合を比べた結果、磁気モーメントはFeの場合が最も大きく、スピン密度分布の不均一性はMnの場合が最も大きくなることを見出した。転換確率は、Mnの場合が最も大きく、この触媒作用には磁気モーメントの絶対的な大きさではなく、スピン密度分布の不均一性こそが重要であるという知見を得た。新たなオルソ・パラ転換触媒物質の探査として、Feイオンに4つのNiイオンが配位したFeNi_4クラスターの系をとりあげた。本年度は初期段階として、その電子構造について解析した。その結果、CO分子との相互作用によってクラスターのスピン状態が変化することを見出した。