第12回フラーレン総合シンポジウム，平成9年1月，東京
フラーレンの生成機構の解明と関連して，レーザー蒸発クラスター源によって生成される炭素クラスターについてレフレクトロン型TOF質量分析装置で検討を進めてきたが(1)，さらに金属内包フラーレンや巨大フラーレンについての取り扱いの為に，飛躍的に質量分解能を向上させられるFT-ICR (Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance)質量分析装置を開発している．基本的な設計は著者らの一人がRice大学のSmalley Groupで開発したもの(2)とほぼ同様であり，フラーレンを含めた各種原子クラスターを生成できる小型のレーザー蒸発・超音速膨張クラスター源からのクラスターイオンビームを6 Teslaの超電導磁石内のICRセルに直接導入する方式である．
Fig. 1に示すクラスター源は，以前のもの(1,
2)とほぼ同様であり，6インチの6方向UHVクロスにパルスバルブ，サンプル駆動機構，レーザー窓，ターボポンプ，スキマーを配置したものである．およそ50sのヘリウムガスパルスと同期して蒸発用レーザー（Nd:
YAG 2倍波）をサンプル上に約1mmに集光する．ノズル形状がフラーレンなどのクラスターの生成条件と密接に関係するため，ノズル部分の交換が容易にでき，かつ，サンプルの移動を簡単な機構で実現できるように改良をしている．
クラスター源で生成されたクラスターイオンビームは，ヘリウムガスに加速されて，Fig.
2のFT-ICR装置に直接導入されたのち，減速管のパルス電圧によって減速され，ICRセルに至る．場合によっては，スキマーの後でイオン化レーザーを照射することも可能である．ICRセルは円筒を縦に4分割した形状で，2枚の励起電極と2枚の検出電極がそれぞれ対向する配置である．励起電極には，PCで逆フーリエ変換した励起信号を高速任意波形発生ボードから入力し，検出電極の出力は差動アンプとデジタルオシロを介してPCに取り込む．ICRセルの前方には，一定電圧に設定するScreen
Doorとクラスタービーム入射時にパルス的に電圧を下げるFront
Door，後方にはBack
Door電極を配置し，それぞれ±12Vの範囲で設定できる．減速管で減速されたクラスターイオンのうち，Screen
Doorの電圧を乗り越えてBack
Doorの電圧で跳ね返されたものがセル内に保持される．アルゴンガスを加えて室温まで冷却した後に，一定の質量のクラスターを選別するSWIFT，レーザー照射，反応，質量分析などが可能である．クラスター源のパルスノズル，蒸発用レーザー，減速管，Front
Door電圧パルス，励起と検出は全てPCによって制御する．
現在のところ，FT-ICR装置自身の試験の為にクラスター源を取り付けずに直接固体試料をICRセル近傍に配置してレーザー蒸発させて，その質量分析を試みている．
最後に，本研究は文部省科学研究費（基盤研究A）による補助を受けた．
参考文献
(1) 丸山・林・木村・井上，第12回フラーレン総合シンポジウム講演要旨集，1996, p. 150.
(2) S. Maruyama, L. R. Anderson and R. E. Smalley, Rev. Sci. Instrum., 1990, 61-12, p. 3686.