Electron impact ionization of methane cluster beams has shown to produce a number of ionic reaction products. These are interpreted as series of cluster ions of the form $(CH_4)_nX^+$ (X = $CH_4$, $CH_5$, $C_2H_7$,$C_2H_6$, $C_2H_5$,$C_2H_4$ $C_2H_3$, $C_2H_2$, $C_2H_5$, $C_2H_4$, and $C_2H_3$ and $n ＞ 0$). For all product ions except for two series (X = $C_2H_7$ and $C_2H_6$ ), the reactive processes can be rationalized in terms of intracluster analogues of known gas-phase ion-molecule reactios by measuring the appearance potentials of these ions. The occurrence of these two exceptions represents an example of a new class of ion-molecule reactions that can only occur within the unique "solvated" environment of the cluster. In addition, the investigations on the relative cluster ion intensity distributions of $(CH_4)_nX^{+v}$ (X = $CH_4$, $CH_5$, $C_2H_7$ ) suggest that $(CH_4)_2X^+$ ions have enhanced structual stabilities. In the case of X=$CH_5$, this stability agrees with that in theoretical and experimental studies. For the other two cases, it was proposed that the stabilities arise from the favorable structures which are similar to the stable structure of $(CH_4)_2CH_5^+$.
전자 충격에 의해 생긴 메탄 집합체 이온의 이온-분자 반응을 질량분석법을 이용해 연구하였다. 측정된 스팩트럼에서 많은 이온들 이 관측되지만 이들은 중심이온($X^+$)를 메탄 분자들이 둘러싸고 있는 단순한 $(CH_4)_nX^+$ 형태로 모두 설명 가능 하였다 ( X = $CH_4$, $CH_5$, $C_2H_7$, $C_2H_6$, $C_2H_5$, $C_2H_4$, $C_2H_3$, $C_2H_2$, $C_3H_5$, $C_3H_4$, $C_3H_3$ 그리고 $n > 0$). 전자 충격 에너지에 따른 생성된 이온의 세기로 부터 생성물들의 반응 경로들을 확인할 수 있었다. 이 결과로 중심이온이 $C_2H_7^+$, $C_2H_6^+$, C-3 화합물인 생성물은 분자체내에서 삼분자나 연속적인 이 분자 이온-분자 반응에 의해 생기고, 나머지는 기체상태의 이분자 이온-분자 반응에 해당하는 것으로부터 생김을 알았다. 특히, 중심 이온이 $C_2H_7^+$ 와 $C_2H_6^+$에 해당하는 생성물의 반응은 큰 발열을 동반하므로 다른 생성물에 비해 많은 메탄 분자들이 밖으로 떨어져나가면서 분자체를 안정화 시키는 것을 알았다.
또한, $CH_5^+$,$CH_4^+$,$C_2H_7^+$를 중심 이온으로 가지는 분자체들에서 안정한 이온들을 관측했다. 세 경우 똑같이 두개의 메탄을 가진 분자체가 안정함을 알았다. $CH_5^+$에 대해서는 이전의 연구 결과와 잘 일치 함을 확인하였고, 다른 두 이온에 대해서는 안정한 $(CH_4)_2CH_5^+$의 구조에 기초하여 안정한 구조를 제시하였다.
