2017 Fiscal Year Annual Research Report
Real-time probing atomic core-hole decay
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15K05228
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
彦坂 泰正 富山大学, 大学院医学薬学研究部(薬学), 教授 (00373192)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 原子の電子放出過程 / オージェ電子 / 自由電子レーザー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では理化学研究所の自由電子レーザーSACLAを利用し、自由電子レーザー（FEL）と近赤外（NIR）域フェムト秒レーザーを用いて、原子の電子放出過程の観測を行うことを目指した。昨年度までに、SACLAの軟X線ビームラインBL1を利用して、希ガスのオージェ過程で放出されるオージェ電子にNIRレーザーでサイドバンド形成を確認している。このサイドバンド強度を指標として、２つのレーザーの入射・時間遅延を調整し、空間的および時間的な重なりを最適化することが可能となった。FEL(40eV)をポンプ光、NIRレーザー（1.58eV）をプローブ光として、Xe原子に照射したところ、近赤外レーザーを導入した場合にのみ0.4-1.5eVにかけて明瞭な光電子ピーク群が生成することが分かった。これらのピーク強度の時間変化の観測から、いずれも数十psおよび数nsの２成分の緩和過程を示すことが明らかとなった。これらのピークはXe2+に収斂するXe+の自動イオン化状態およびリュードベリ状態からのイオン化に起因するものと帰属される。さらに、FELの光子エネルギーを67eVとした場合には、NIRレーザー照射により、40eVの場合とは異なる光電子ピークが観測された。これは，Xe4d(J=5/2)内殻正孔崩壊に伴って生成したXe2+の準安定状態からのイオン化であるものと考えられる。このとき、時間ゼロ近傍においては内殻正孔崩壊に伴うオージェ電子のスペクトル構造に明瞭な変化が見出された。この結果は多重イオン過程の過渡的変化を示しており、近赤外レーザーによる量子状態操作に起因する可能性が示唆さ
れる。
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