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Negative and positive ion trapping by isotopic molecules in cryocrystals in case of solid parahydrogen containing electrons and H$$_{6}$$$$^{+}$$ radical cations

固体パラ水素の放射線分解によって生じた正負イオンの同位体水素分子による捕捉

清水 裕太*; 稲垣 誠*; 熊田 高之   ; 熊谷 純*

Shimizu, Yuta*; Inagaki, Makoto*; Kumada, Takayuki; Kumagai, Jun*

固体パラ水素の放射線分解によって生じた捕捉電子とH$$_{6}$$$$^{+}$$及びその同位体の電子スピン共鳴分光研究を行った。捕捉電子とH$$_{6}$$$$^{+}$$及びその同位体の収量は、パラ水素に添加した少量のD$$_{2}$$及びHDの濃度とともに増加した。われわれはH$$_{2}$$分子のイオン化によって生じた自由電子が、固体パラ水素中のD$$_{2}$$及びHD分子に捕捉されることにより、電子とイオンの再結合が阻害されたものと結論付けた。同じ水素分子でもH$$_{2}$$より、質量の大きなD$$_{2}$$やHDのほうが、捕捉電子から生じる内部電場によるエネルギー準位の変化(Stark Shift)が強いために、自由電子はD$$_{2}$$及びHD近傍に捕捉されたと考えられる。

We performed electron spin resonance studies of trapped electrons and H$$_{6}$$$$^{+}$$ radical cations produced by radiolysis of solid para-H$$_{2}$$, para-H$$_{2}$$-ortho-D$$_{2}$$, and para-H$$_{2}$$-HD mixtures. Yields of both trapped electrons, and H$$_{6}$$$$^{+}$$ radical cations, and its isotopic analogues increased with increasing the concentration of ortho-D$$_{2}$$ and HD concentrations in solid para-H$$_{2}$$. We have concluded that electrons were found trapped nearby an ortho-D$$_{2}$$ or an HD in solid para-H$$_{2}$$ due to a the long-range charge-induced dipole and charge-induced quadrupole interactions between an electrons and an isotopic hydrogen molecules.

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分野:Chemistry, Physical

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