Triple‑hitCoincidenceMapか ら 解 離 チ ャ ネ ル を 切 り 出 し 、分 岐 比 を 算 出 し た(表 3‑5)。 散 乱 イ オ ンAr7+で は 最 大(4‑C/3‑A)の 解 離 イ ベ ン トが 観 測 さ れ た 。Ar6+で は 最 大(6‑C/4‑A)の 解 離 イ ベ ン トが 観 測 さ れ た 。
表3・5ト リプ ル ヒ ッ トイ ベ ン トに お け る反 跳 イ オ ン の強 度 比 反跳粒子 Ratio(%):Ar7+Ratiol%):Ar6+
(0++C++0+)
99.8 68.6{02++C++0+}
α2 15.6{0++C2++0+}
12.6(02++C2++0+}
2.9(02++C++02+}
0.2(02++C2++02+}
0.13.3.3遅 延 解 離 過 程
(CO+,0+)の 解 離 チ ャ ネ ル に お い て 準 安 定 状 態 のCO22+が 寿 命 を 持 っ て 解 離 す る 遅 延 解 離 過 程 がDouble‑hitCoincidenceMapで 確 認 さ れ た 。 図3‑25に 遅 延 解 離 過 程 の 概 略 図 を 示 す 。
ま で の 時 間 を 表 し て い る 。 シ ン グ ル ヒ ッ トのTOFス ペ ク トル に お い て もCO22+
の ピ ー ク が 観 測 さ れ た た め 散 乱 イ オ ン の 電 子 状 態 に よ ら ずCO22+に は 長 寿 命 の 状 態 が あ り 、 そ の 寿 命 は15μs以 上 の も の も あ る 。1300eVの 電 子 衝 突 に よ る 実 験 で は 最 大7.3μsの 寿 命 を 持 つCO22+が 存 在 す る こ と が 確 認 さ れ て い る[10]。 ⑳ はCO22+が シ ン グ ル ヒ ッ トで 観 測 さ れ るTOF(2478ns)を 表 し て い る 。
(+OO)﹂Oト
3000
2800
2600 0.5μs
1.0μs
O一翁 1.5μs⑭
(+OO)﹂Oト
3000
2800
2600
24002400
200022002400200022002400 TOF(0+)TOF(0+)
図3・260+とCO+のCoincidenceMap(左:Ar7+右:Ar6+)
3.3.4KER
こ こで は解 離 フ ラグ メ ン トが全 てイ オ ン と して解 離 したイ ベ ン トの みKERを 算 出 した。二 体解 離 イ ベ ン トで散 乱 イ オ ン ご とに比 較 で き る解 離 チ ャネ ル は(0+, CO+)の 解 離 の み で あ る。 この 解 離 チ ャネ ル で は遅 延 解 離 も含 ま れ てい るた め 、 直 接 解 離 のみ を切 り出 してKERを 算 出 した が 、オ ー ジ ェ電 子放 出数 の違 い に よ
らず 、KER分 布 に差 が 生 じない 結 果 とな った(図3‑27)。 高励 起 状 態 のCO22+で
は三 体 解 離 も起 こ る と考 え られ 、 そ の場 合 少 な く と も1つ の 中性 粒 子 を含 み 、
検 出不 可能 な解 離 イ ベ ン トとな る。 そ の た め検 出 可能 な(0+,CO+)解 離 イ ベ ン ト
に は高 励 起 状 態 のCO22+か らの解 離 イ ベ ン トを含 む こ とが 出 来 な い。従 っ て 、こ
のKER分 布 は低 励 起 状 態 か らの解 離 イベ ン トを反 映 して い る。
1.2 m00昂0血‑ααα
孟讐250葺﹄虚
o.2
0.0 01020304050
KER(eV)
図3'27(0+,CO+)解 離 のKER分 布
図3‑28に 散 乱 イ オ ンAr6+(3‑C/1‑A)に お け るCO23+の 二 体 解 離 のKER分 布 を 示 す 。(0+,CO2+)のKERピ ー ク 値 は(02+,CO+)の ピ ー ク 値 に 比 べ 小 さ い 値 を 取 っ た 。CO2+の 安 定 性 はCO+に 比 べ 低 く 解 離 し て し ま う た め 、 検 出 さ れ るCO2+の 内 部 エ ネ ル ギ ー はCO+に 比 べ て 低 い と 予 想 さ れ る 。 ま た 、(0+,CO2+)のKERは 低 エ ネ ル ギ ー 側 に 寄 る 分 布 で あ る こ と か ら(0+,CO2+)に 解 離 す る と き のCO23+の 電 子 状 態 は 低 エ ネ ル ギ ー 成 分 を 多 く 含 む と 考 え ら れ る 。
1.2 m8翁4α00
訟ω⊆$50≧届一〇匡
0.2
0.0 01020304050
KER(eV)
図3・28散 乱 イ オ ンAr6+に お け るCO23+二 体 解 離 のKER分 布
図3‑29に(0+,C+,0+)の 解 離 チ ャ ネ ル のKER分 布 を 示 す 。 三 体 解 離 の イ ベ ン トで 散 乱 イ オ ン ご と に 比 較 で き る の は こ の 解 離 チ ャ ネ ル の み で あ る 。(0+,CO+) の 二 体 解 離 イ ベ ン トで はKER分 布 で は 差 が 見 ら れ な か っ た が 、 三 体 解 離 イ ベ ン
トで は 異 な るKER分 布 を 取 る 結 果 と な り 、(3‑C/1‑A)に お け る(0+,C+,0+)解 離 のKER分 布 は(3‑C/2‑A)に 比 べ 高 エ ネ ル ギ ー 成 分 の 多 い 分 布 と な っ た 。CO23+
の 三 体 解 離 に お い て は オ ー ジ ェ 電 子 放 出 数 の 少 な い 解 離 過 程 の 方 が 高 励 起 状 態
で あ るCO23+か らの解 離 が 多 い と考 え られ る。この結 果 は 二原 子 分 子 の解 離 と同 様 、COBの 説 明 と矛 盾 は無 い 。
1.2 m00昂0血‑ααα
孟讐250≧茎虚
o.2
一3‑Capture/1‑Auger
‑3‑Capture/2‑Auger
0.0
020406080100
KER(eV)
図3・29(0+,C+,0+)解 離 のKER分 布
図3‑30に 散 乱 イ オ ンAr6+(4‑C/2‑A)に お け るCO24+解 離 のKER分 布 を 示 す 。 KERピ ー ク 値 は(02+,C+,0+)解 離 で58eV、(0+,C2+,0+)解 離 で50eVで あ り 、 02+を 含 む 解 離 チ ャ ネ ル の 方 がKERピ ー ク 値 は 大 き く な る 結 果 と な っ た 。 こ れ はCO標 的 衝 突 実 験 に お け るcoq+(q=3,4)の 解 離 と 同 様 の 結 果 で あ る 。 各 原 子 の イ オ ン 化 エ ネ ル ギ ー か ら 解 離 イ オ ン 種 の 生 成 エ ネ ル ギ ー を 見 積 も る と そ れ ぞ れ735eV、62.8eVと な り 、(02+,C+,0+)解 離 の 方 が 高 い 。 同 じ 電 子 状 態 か ら解 離 し た 場 合(02+,C+,0+)解 離 のKERの 方 が 小 さ く な る が 、CO解 離 と 同 様 、 本 実 験 に お い て も 逆 の 結 果 が 得 ら れ た 。こ の 結 果 か らCO2標 的 に お い て もCO24+の 取 る 電 子 状 態 に よ っ て 解 離 経 路 が 異 な る こ と が 明 ら か に な っ た 。
1.2
佃
00004巳αα診旧望葺50≧引﹄の匡
o.2
o.0
0 50
))十十〇〇
十十
♂ C
,+十ウ﹂OO((
100 150
KER(eV)
図3‑30散 乱 イ オ ンAr6+に お け るCO24+解 離 のKER分 布
3.40CS
OCSは 多 重 電 離 に よ るCO、CS結 合 の 解 離 の 優 先 性 を 調 べ る た め の モ デ ル 分 子 と し て 研 究 さ れ て い る 。 軟X線 に よ る 内 核 イ オ ン 化[5‑8]、 イ オ ン 化 す る 方 法 と し て 電 子 衝 突[13‑15]、 高 強 度 レ ー ザ ー 照 射[19‑22]、 そ し て 多 価 イ オ ン 衝 突 [59,61‑63]な ど が 用 い ら れ て い る 。500eVの 電 子 衝 突 で はCO2+、CS2+を 経 由 す る 逐 次 解 離 が 観 測 さ れ 、 ま た 解 離 す る 直 前 の 分 子 イ オ ン(OCS4+)の 構 造 の 違 い に
よ っ て 解 離 経 路 が 異 な る こ と が 示 さ れ て い る[15]。 こ の 逐 次 解 離 は150keVAr+、
5MeVSil2+と の 衝 突 実 験 に お い て も 観 測 さ れ 、CO2+、CS2+を 経 由 す る 逐 次 解 離 の 比 較 か らCS結 合 の 方 がCO結 合 よ り も 切 れ や す い こ と を 示 し て い る[61,62]。 こ れ はCO結 合 長(1.16A)とCS結 合 長(156A)の 違 い と結 合 の 強 さ を 反 映 し て い る 。 ま た120keVAr8+衝 突 実 験 で は6電 子 捕 獲 過 程 に お け る(02+,C2+,S2+) 解 離 が 観 測 さ れ た[63]。 こ の 解 離 チ ャ ネ ル に お け るKERピ ー ク 値 は ク ー ロ ン 値
よ り も 低 い 値 と な り 、Dalitzplotか ら解 離 す る 直 前 の 分 子 構 …造 が 変 化 し た 後 に 解 離 す る こ と が 明 ら か に な っ た[74]。 こ の よ う に 逐 次 解 離 や 解 離 す る 直 前 の 分 子 構 造 に 関 す る 知 見 は 多 く 得 ら れ て い る が 、CO2同 様 、散 乱 イ オ ン の 電 子 状 態 とOCS の 解 離 過 程 の 相 関 に つ い て は あ ま り知 ら れ て い な い 。 本 研 究 で は オ ー ジ ェ 電 子 放 出 数 を 区 別 し た 解 離 イ ベ ン トを 選 別 し 、KER分 布 か ら オ ー ジ ェ 電 子 放 出 数 と 多 電 子 捕 獲 衝 突 に よ り形 成 さ れ たOCS分 子 イ オ ン の 電 子 状 態 の 相 関 に つ い て 考 察 し た[60]。
3.4.lTOFス ペ ク トル
OCSを 標 的 と した 衝 突 実 験 に よ って 得 られ たTOFス ペ ク トル を 図3‑31に 示
す 散 乱 イ オ ンAr7+、Ar6+ど ち らの 場合 にお い て もOCS2+の ス ペ ク トル が確 認 され
た。この こ とか ら散 乱 イ オ ンの 電子 状 態 に よ らず 、準 安 定 状 態 のOCS2+が 生 成 さ
れ る こ とが考 え られ る。 散 乱 イ オ ンがAr6+で は2電 子捕 獲 以 上 の イベ ン トしか
観 測 され な い が 、1電 子 捕 獲 過 程 で あ るOCS+の ス ペ ク トル は観 測 され た。 これ
はCO標 的 衝 突 実 験 と同様 の理 由 で あ る と考 え られ るが 、 カ ウ ン ト数 を比較 す
る とAr7+ト リガ ー イベ ン トは1%以 下 で あ るの で 、 無視 で き る もの と した。
●oだコoO 15000
10000
5000
0
ぴ,s・ ・＼l C+
30000CS+
1000200030004000 TOF(ns)
ω芒コoO
2000
1000
0
C2+
02+
0+,S2+
α1
図3'310CS反 跳 イ オ ン のTOFス ペ ク トル(左:Ar7+