グロー放電イオンサイクロトロン共鳴元素選択励起発光・質量相関分光法

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11650826
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 松田 秀幸 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (00181735)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 我妻 和明 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (30158597)
• Keywords: グロー放電 / イオンサイクロトロン共鳴 / 発光分光法 / 質量分光法 / レーザーアブレーション

Research Abstract

平成11年度はレーザーアブレーションによる試料導入のためのレーザーを購入し、またグロー放電イオンサイクロトロン共鳴選択励起発光・質量分光分析装置に使用する放電セルを作製した。
作製した放電セルを用いて、予備実験として減圧下でレーザーを固体試料表面に集光してレーザーアブレーションにより試料導入を試みたところ、試料表面及びその上方に強い発光が観測された。試料がCuの場合にその発光スペクトルを測定したところ、雰囲気ガスからの発光はほとんど無く、試料原子の発光強度が非常に強く、バックグラウンドが非常に低いという特徴を持つことがわかった。
また多数のCuのイオン線が観測され、雰囲気ガスをヘリウムからアルゴンに変えると、Cuのイオン線224.8nmの強度が共鳴的に大きくなっているのが認められた。この線はグロー放電プラズマ中において中性のCu原子がArイオンと共鳴的な電荷移動衝突を起こし励起されたCuイオンの発光線として知られているものであるが、レーザープラズマ中でも同様の衝突反応が起りCuイオンが生じていることが確かめられた。
イオンサイクロトロン共鳴を起こさせるためには試料原子をイオン化させる必要がある。本研究ではヘリウムグロープラズマによるイオン化を考えていたが、今回の予備実験によりレーザーアブレーションだけでも試料のイオンは可能であり、また雰囲気ガスを選択することにより特定の中性原子を電荷移動衝突により共鳴的にイオン化できることがわかった。