Photodissociation of polycrystalline and
amorphous water ice films at 157 and 193 nm
A. Yabushita, D. Kanda, N. Kawanaka, and M. Kawasaki
Department of Molecular Engineering, Kyoto University, Kyoto 615-8510, Japan
M. N. R. Ashfold
School of Chemistry, University of Bristol, Bristol, BS8 1TS, United Kingdom
THE JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS 125, 133406 (2006)
Reviewed by A. Nagaoka, January 16, 2007
HOxサイクルによるオゾン(O3)分解
H + O2 → HO2
HO2 + O3 → OH + 2O2
OH + O3 → H + 2O2
水蒸気の紫外線分解
H2Ovapor + hv → H + OH
高度80 km付近には氷微粒子(夜光雲)が形成される
氷の紫外線分解
H2Oice + hv → H + OH
背景
大気の鉛直構造
オゾン濃度
オゾン濃度が中間圏上層部で極小となる原因は？
207 nm
128 nm
Yabushita 2006
Yabushita 2006
目的
氷の紫外線(157, 193 nm)解離によるH原子生成過程を実験的に調べる
光解離生成物(H原子)の運動エネルギーを測定
氷の構造依存性
Experimental setup
色素レーザー
Au-coated sapphire substrate
100 K (amorphous ice)
130 K (crytalline ice)
（Laser for REMPI: 243 nm）
飛行時間型
質量分析計
ice
エキシマーレーザー
H2O
（Laser for photodissociation:
157 and 193 nm）
Vacuum chamber
(base pressure: 10-8 Torr)
Experimental procedures
①
②
③
Flight length= 3mm
H
H2 O
Substarte
(100 K for amorphous
130 K for crytalline)
④
⑤
243 nm
H+
(REMPI)
100 K
157 or 193 nm
⑥
acceleration
→ detection by mcp
Resonance-Enhanced Multiphoton Ionization
(REMPI)
（共鳴多光子イオン化法）
H + hn → H+ + e
イオン化準位
１光子吸収
243.1 nm
共鳴準位
(2+1) REMPI
243.1 nm
２光子吸収
243.1 nm
基底準位
TOF measurement （Crystalline ice, Tice=100 K）
Translational temperature of H (contribution)
(7.9eV)
(6.4eV)
TA=4750±250 K (41%)
TB= 625±25 K (44%)
TC= 110±10 K (15%)
TA’=2400±100 K (100%)
TOF measurement （Amorphous ice, Tice=100 K）
Translational temperature of H (contribution)
TA=4750±250 K ( 3%)
TB= 625±25 K ( 5%)
TC= 110±10 K (92%)
TA’=2400±100 K (15%)
TC= 110±10 K
(85%)
Origin of the components
Surface
Surface
→ thermalize
Bulk (氷内部)
Amorphous ice
Yabushita 2006

PowerPoint プレゼンテーション