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イオンビーム照射による極低温吸着メタンからのCnHx(n$$geq$$2)分子生成

Formation of CnHx molecules from adsorbed methane under cryogenic condition by ion beam irradiation

成田 あゆみ; 馬場 祐治  ; 関口 哲弘  ; 下山 巖   ; 本田 充紀   ; 平尾 法恵*; 矢板 毅

Narita, Ayumi; Baba, Yuji; Sekiguchi, Tetsuhiro; Shimoyama, Iwao; Honda, Mitsunori; Hirao, Norie*; Yaita, Tsuyoshi

固体表面に光や電子線を照射すると化学結合が解離し、分解生成物の脱離が起こる。しかしながらイオンビームを照射するとそれとは逆の過程、すなわち大きな分子やクラスターイオンが脱離する。そこで本研究では、Cu(110)表面にメタン・重水素メタンを厚みを極低温で吸着させ、1keVのHe$$^{+}$$イオンビームを照射したときに脱離する正イオン・中性分子を四重極質量分析計で検出した。吸着分子層が単分子層である場合、モノマーイオン(CHx+)のみの脱離が確認された。それに対し、吸着分子層を正確に制御して厚くしていくと、多くの分子イオン(CnHx+)が脱離した。脱離した分子イオンの中には、C-C結合を持つアセチレンやエチレンが最も多く確認された。これらの結果から、モノマーイオンは最表層から1電子励起によって、分子イオンは層内部から原子核衝突による高密度の多電子励起によって脱離すると考えられる。また、イオンビーム照射によって新たにC-C結合が形成されることが明らかとなった。

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