分子性結晶における分子間相互作用のプローブとしてのコンプトン散乱の利用

• Project/Area Number: 05740347
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Physical chemistry
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 林 久史 東北大学, 科学計測研究所, 助手 (60250833)
• Project Period (FY): 1993 – 1994
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1993)
• Budget Amount: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 1993: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
• Keywords: X線コンプトン散乱 / 分子性結晶 / 分子間相互作用

Research Abstract

本年度は、一般的に強度が弱いコンプトン散乱を、効率良くかつ高分解能で測定できる装置の開発に主眼をおいた。
まず、本経費によって真空計等の真空部品を購入し、試料まわりと光路を囲う真空槽を制作した。これで、空気の散乱や吸収の影響をほとんど受けない測定が可能になった。これに1次元検出器(PSPC)を検出器として組み込み、エネルギー範囲500evに渡る光を、いちどに測定できるようにした。何種類か手元にあったEXAFS測定用の湾曲ヨハンソン結晶の中から、分解能と強度の最良の妥協点を与えるものとして、励起光の単色化用にSiO_2(1011)を、試料からの散乱光の分光用にGe(333)をそれぞれ選択した。
この分光器の性能を評価するため、銅の特性線(Kalpha_1線)を励起光にして、いくつかの炭素の単体(グラファイト、C_<60>)のコンプトン散乱を試験的に測定してみた。その結果、
1.8Kevの光に対して約8evという、高分解能測定が可能
2.従来の研究において問題となることが多かったKalpha_2線の寄与が少ない(Kalpha_1線の1/10程度)
3.空気の散乱や、スリットからの寄生散乱の影響をほとんど受けない
等、この分光器の長所が明らかになった。一方、
4.1週間積算してもコンブトン散乱のピークカウントが80000カウント程度で、本研究で必要な液体と固体のコンプトンプロファイルの差スペクトルを得るのに必要なカウント数(1000000カウント程度)を得るには至らない
という強度上の問題点も判明した。
現在、励起光単色化用の結晶に二重湾曲結晶を用いる等、散乱強度を増大させる方法を検討中である。