磁場中における表面原子フォノンの分散関係と吸着分子エネルギー散逸の理論的考察

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09640474
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 島村 勲 理化学研究所, 原子物理研究室, 副主任研究員 (30013709)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 季村 峯生 山口大学, 医療技術短期大学部, 助教授 (00281733)
• Keywords: イオン・表面衝突 / 表面フォノン / 電荷移行過程 / 原子・表面衝突

Research Abstract

本年度研究の主題は低エネルギー原子及びイオンと表面との衝突相互作用による表面フォノンの生成破壊についての新しい知見を得、現象の理解に努めるものである。固体表面に飛来する原子・イオンとの衝突ダイナミックス過程は衝突系の断熱ポテンシャル・エネルギー面(Adiabatic Potential Energy Surface)の形状・性質を調べることによりある程度定性的な物理化学は理解できる。そこで精度の高い量子化学計算法、Multi-Reference Single- and Double-excitation Configuration-Interaction (MRD-CI)法と呼ばれる,量子化学計算分野では最も精度が高いと言われている分子構造決定法でポテンシャル・エネルギー面を幾つかの例について計算した。モデルとして、入射粒子としてHe原子あるいはHe^+イオンそして標的とし数個の原子で代表させたNi及びCu表面を採用した。実際これらの系については幾つかフォノン生成実験が存在する。この仕事からポテンシャルエネルギー極小値とその位置、また核間距離が大きいところでの知見が得られた。またイオン入射の場合については、電荷移行状態についてのポテンシャルエネルギー面についても計算し詳細な衝突ダイナミックスの情報を得ることが出来た。これから、衝突エネルギーによっては電荷移行過程とフォノン生成過程が強くカップルすることが予想され、この場合は非常に複雑な理論的とり扱いを必要にすることが明らかとなった。始めのモデル計算としてNi表面へのHe^+イオン入射による10meVから1eVの衝突エネルギー範囲での電荷移行過程について調べ、この様な低エネルギー衝突でも電荷移行断面積の大きさが10^<-16>cm^2にもなる過程で有ることが明らかとなった。この結果は昨年8月ポルトガル、リスボンで開かれた13回国際イオン・ビーム解析会議での招待講演として発表した。