1997 Fiscal Year Annual Research Report
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07504001
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
中西 彊 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (40022735)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
水田 正志 日本電気(株), 基礎研究所, 主任研究員
坂 貴 大同特殊鋼(株), 新素材研究所, 主任研究員
田中 信夫 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40126876)
堀中 博道 大阪府立大学, 工学部, 教授 (60137239)
吉岡 正和 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 教授 (50107463)
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| Keywords | 電子スピン / 偏極電子ビーム / 超格子半導体 / NEA表面 / 空間電荷制限 / フォトカソード / 偏極電子源 / 暗電流 |
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| Research Abstract |
つぎの4つの研究テーマに関して研究を実施し幾つかの新しい知見を得た。
(1)70keV偏極電子銃による高密度・ナノ秒マルチバンチビームの生成
我々の偏極電子ビーム源は電子を半導体フォトカソードから取り出すための機構としてNEA表面を用いている。このためリニアコライダーのようにナノ秒より短い高密度マルチバンチビームを取り出すときに表面に溜まる電荷により最大引き出し電流値が制限される表面電荷制限現象が生ずる。我々は伝導帯のバンドが超格子構造を用いることにより100meV以上持ち上げられ表面に電荷が溜まりにくくなることを予見し,具体的に2種類の超格子,AlGaAs-GaAs,InGaAs-AlGaAs構造のフォトカソードを用いることにより,10ナノ秒幅,25ナノ秒間隔のマルチバンチビームが表面電荷制限現象を受けることなく,空間電荷制限により決まる高密度で生成できることを世界に先駆けて証明した。この研究により超格子カソードの優秀性が注目されることが予想される。
(2)高性能超格子フォトカソードの開発研究
(1)と関連して高性能半導体フォトカソードとして超格子構造を系統的に研究した。その結果「高量子効率と長カソード寿命の実現,表面電荷制限現象の克服にはバンドギャップの広い半導体が有利である」との法則性を実験データと解釈の両面より初めて確立できた。また偏極度を決める超格子構造のパラメータは何であるかに関する研究をMainz大学との共同研究として実施中であり,すでに興味深いデータが得られ初めている。
(3)JLC用偏極電子銃の試作
高い加速電圧(≧200KV)印加とカソード表面保護用ロードロック機構装備の両方を可能とする偏極電子銃の製作に関して電極部分の試作を進め目途をつけることができた。今後さらに製作を継続し1年以内に最初の性能試験にこぎつけたい。
(4)スピンRF電子銃実現の可能性を探る実験
将来の理想であるRF電子銃の実現可能性は「NEA表面が高RF電界下で生き残れるかどうか?」にかかっている。このためCu表面から発生する暗電流の徹底的削減を目指し,超精密旋盤加工法,表面洗浄法に関する性能チェックを実施し,1つのサンプルに関しては最初の高電界試験データが得られる段階に到達した。今後半年以内にCu表面については到達限界を究めたいと考えている。
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[Publications] M.Tawada 他11名: "Quantum-efficiency Dependence of the Spin Polauization of Photoemission from a GaAs-AlGaAs Superlactice" Japanese Journal of Applied Physics. 36巻5A号. 2863-2864 (1997)
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[Publications] S.Nakamura 他21名: "Accelevation of Polavizes Electrons in ELSA" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. (掲載決定).
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[Publications] T.Nakanishi 他17名: "High Polarized Electrons from Superlattice Photocathocles" AIP Conference Proceedings. 421. 300-310 (1998)
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[Publications] S.Okumi 他12名: "Desigen of a 200keV PolavizedGun for a Linear Collider" Proceedings of the 22nd Linear Accelerator Meeting. 272-274 (1997)
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[Publications] C.Suzuki 他11名: "An Experimental Study to Reduce The Field Emission Park Current from the clean Copper Surfau Prepared for on RF-Gun cavity" Proceedings of the 22nd Linear Accelerator Meeting. 1997. (275-277)
