イオン多重同時計測運動量画像測定
 更新 2009/5/15

 本研究では、電子−イオン多重同時計測運動量画像測定法を用いて気相分子の内殻励起・解離ダイナミクスを 探索する。

 二酸化炭素CO2、アセチレンC2H2はともに基底状態では直線分子であるが、内殻電子をイオン化すると 屈曲構造への対称性低下が起こると期待される。C 1s励起に引き続いて三重オージェ電子放出が起こり、 3つの原子フラグメントイオン (C+, O+, O+)あるいは(C2+, H+, H+)をクーロン爆発で 生成するチャンネルに注目し、 三重イオン同時計測運動量画像測定を行うことによって、C 1sイオン化状態において分子が屈曲することを 実証した。

 ここで例としてCO2分子について示す。直線分子CO2のC 1s 電子を最低非占有分子軌道に励起すると、 二重縮退した状態が屈曲した安定構造をもつA1状態と直線安定構造をもつB1状態とに分裂する。 図にA1状態とB1状態から生成する3つの原子フラグメントイオン(C+, O+, O+)のニュートンダイアグラムを示す。 このダイアグラムでは、第一のO+の運動量を1に規格化して(-1,0)におき、 同時計測されたのC+の運動量を y>0 に、 第二のO+の運動量を y<0 にプロットしてある。 この三つの点のベクトル和は運動量の保存則からゼロとなる。 A>1状態から生成したイオンのニュートンダイアグラムをB1状態のそれとを比較すると、実験点はより長く延びた島をつくり、 分子がより曲がってから分子解離していることがわかる。

 本研究は、東北大学、ドイツFrankfurt大学等との国際共同研究による。



CO2分子の内殻励起後に解離生成するフラグメントイオンC+, O+, O+の ニュートンダイアグラム: (a) 内殻励起状態が屈曲したA1状態の場合, (b) B1直線状態の場合.

[Reference]

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