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Spectroscopic study of reaction mechanism of laser-ablated silicon ions and neutrals with benzene molecules

レーザーアブレーションにより生成したシリコンイオンとネオン原子・ベンゼン分子との反応メカニズムに関する分光学的研究

佐伯 盛久; 大場 弘則  ; 横山 淳

Saeki, Morihisa; Oba, Hironori; Yokoyama, Atsushi

ネオン・ベンゼン蒸気中でシリコンのレーザーアブレーションを行い、アブレーションにより生成するシリコン原子・イオンとネオン原子及びベンゼン分子との反応を空間・時間分解した発光分光法により調べた。その結果、シリコン+ネオン系では、ネオン原子はシリコンイオンからの電子-電子エネルギー移動または並進-電子エネルギー移動により、入射エネルギー(1.17eV)よりもはるかに高いエネルギー準位(18-19eV)まで励起されることがわかった。一方、シリコン+ベンゼン系では、ベンゼン分子はシリコン原子・イオンとの反応によりC2ラジカル及びCHラジカルまで分解されることがわかった。

We have performed laser ablation of silicon in neon gas and benzene vapor. The reaction mechanism of the ablated silicon atoms with the neon atoms and benzene molecules were investigated by space- and time-resolved emission spectroscopy. The ablation in the neon gas suggested that (1) the neutral neon atoms are excited to 2pn states lying in 18-19 eV and (2) the neutral neon atoms are excited by electronic-to-electronic and translational-to-electronic energy transfer from the silicon ions. In the ablation in the benzene vapor, we found that the benzene molecules are decomposed into C2 and CH radicals by the collision with the silicon atoms.

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