2001 Fiscal Year Annual Research Report
光変換を利用した高輝度放射光用転換電子メスバウアー分光(CEMS)検出器の開発
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12555235
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
野村 貴美 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (40124680)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
依田 卓也 高輝度光科学研究センター, 副主幹研究員
寺井 隆幸 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90175472)
澤田 嗣郎 東京大学, 大学院・新領域創成研究科, 教授 (90011105)
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| Keywords | メスバウアー分光法 / 転換電子メスバアー分光法(CEMS) / 核共鳴非弾性散乱法 / ガスシンチレーション検出器 / YAPシンチレーション検出器 / ペロブスカイト複合酸化物 / ステンレス酸化薄膜の表面・界面 |
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| Research Abstract |
整備したメスバウアー分光装置と新しいYAPシンチレーション検出器を用いてペロブスカイト酸化物のメスバウアースペクトルを測定し、酸素欠陥の秩序構造を明らかにした。また、Spring8の放射光施設において核共鳴非弾性散乱の測定をおこなった結果、^<57>Feで濃縮していない試料についても時間分解能1ns以下のAPD検出器8個を用いれば、約90分で測定することができることが確認された。測定したペロブスカイト酸化物の核共鳴非弾性散乱スペクトルから0meV〜100meVの範囲でフォノン密度を求めた結果、(Ba, Sr)(Fe, Co)O_<3-δ>および(Sr, Ca)(Fe, Co)O_<3-δ>について酸素欠陥δが0.5のとき約8meV付近に特徴的なフォノン振動ピークが現れることがわかった。これら酸化物のラマンスペクトルでは667cm^<-1>(82meV)に振動ピークが見られるだけなので、これより低いエネルギーの1meVから60meVの振動モードを解析するのには核共鳴非弾性散乱法が非常に有効になる。さらに固体のデバイモデルに基づいてこれから直接メスバウアー無反跳分率の温度依存性を求める検討を行った。従来の方法で物質の無反跳分率を求めるには、試料温度を可変しながら測定するために一ヶ月近くかかる。それに対して核共鳴非弾性散乱法は、測定したフォノン振動モードから計算で直接求めることができ、メスバウアースペクトルの定量分析に欠かせない方法になることが示唆された。
メスバウアー共鳴吸収後に放出される電子のエネルギーを弁別して転換電子メスバースペクトル(CEMS)を得る、深さ選択CEMS測定を行った。ステンレス鋼の高温酸化膜皮膜について解析した結果、高温酸化膜下の鋼の内部磁場分布が大きく変化していることが認められた。このようにステンレス表面酸化皮膜の構成成分の変化に伴って下地界面で変化する内部磁場分布を捕らえることでき、表面・界面の解析に深さ選択CEMSが有効であることが示された。
^<57>Feをドープした核共鳴シンチレーション検出器またはCEMS用のガスシンチレーション検出器の放射光による特性評価は次年度におこなう予定である。
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[Publications] K.Nomura^*, Y.Hosoya, H.Nishimura, T.Terai: "Characterization Of Oxide Layers And Interface Layers Of Ferritic Stainless Steel(SUS430)By ^<57>Fe CEMS"Czechoslovakia Journal of Physics. Vol.51 No.7. 773-780 (2001)
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[Publications] G.Juhasz, Z.Homonnay, K.Nomura, T.Hayakawa, S.I.A.Vertes: "Micro-structural study of CO_2 absorption in (SrCa)(FeCo)O_<3-□>"Solid State Ionics. Vol.139. 219-231 (2001)
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[Publications] A.L.KHOLMETSKII, M.MAHLAN, K.NOMURA, O.V.MISEVICH, A.R.LOPATI: "Fast detectors for Mossbauer spectroscopy"Czechoslovak Journal of Physics. Vol.51 No.7. 763-771 (2001)
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[Publications] G.Srefanic, B.Grazeta, K.Nomura, R, Trojko, S.Music: "The Influence of thermal treatment on phase development in ZrO_2-Fe_2O_3 and HfO_2-Fe_2O_3 systems"Journal of Alloys and Compounds. 327. 151-160 (2001)
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[Publications] 野村貴美, 池上 徹, 寿藤紀道: "個人被ばく線量計の最近の展開 I.蛍光ガラス線量計"RADIOISOTEPES. Vol.51 No.2. 34-45 (2002)
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[Publications] 梅沢 喜夫ら編集: "機器分析実験"東京化学同人. 386 (2002)
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[Publications] 日本保健物理学会編集: "空間線量測定マニュアル"丸善. 97 (2002)
