液体金属の表面構造の研究

• Project/Area Number: 01550502
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Physical properties of metals
• Research Institution: Meiji University
• Principal Investigator: 市川 禎宏 明治大学, 理工学部, 教授 (60005965)
• Project Period (FY): 1989
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1989)
• Budget Amount: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000); Fiscal Year 1989: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
• Keywords: 液体表面 / 液体金属 / 表面電子回折

Research Abstract

液体金属の表面から内部に向かっての密度分布に関する情報は、表面にすれすれに入射した高速電子の反射率の入射角依存性の測定から得られる。測定には清浄化された広い平坦な試料表面が必要である。しかしながら、液体金属の大きな表面張力とルツボとの高い反応性のため、要求されるような液体金属表面を用意することは大変難しい仕事である。我々は直径が40mmにも達するタンタルルツボを使用し、長時間のアルゴンイオエッチングを行うことによって液体鉛と錫で測定に使える試料表面の調整に成功した。
反射率の入射角依存性の測定は、視斜角を変えながら蛍光板上に映った反射高速電子回折図形の鏡面反射の強度を測定することでなされる。試料が結晶表面の場合は通常、超高感度SIT TVカメラで回折図形を撮影し、その映像信号を処理することによって測定が行われる。本研究で取り扱う液体金属の場合は、視斜角の増加と共に鏡面反射の強度の著しい減少が起こるのでS/N比の悪いSIT TVカメラでは極狭い視斜角範囲でしか測定が行えない。そこで、我々は最近開発されたダイナミックレンジの広い冷却型CCDカメラを測定に使用することを考え、液体鉛と錫の表面を使って鏡面反射が観測できる角度範囲がどの程度広がるか検討した。その結果は非常に満足できるものであり、質の高い反射率のデ-タが得られる見通しが付いた。購入した直流高圧安定化電源は反射高速電子回折の入射ビ-ムを加速するために使われ、回折図形強度の時間的な変動を小さくするのに大変役立った。
高速電子の反射率の入射角依存性は融点直上の液体鉛と錫で異なるという興味ある結果が本研究で得られた。この結果から両者の表面層の厚さは違っていることが示唆される。