2017 Fiscal Year Research-status Report
Study on spin dependence in adsorption reaction on surfaces
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16K13691
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
倉橋 光紀 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端材料解析研究拠点, 主席研究員 (10354359)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 原子ビーム / スピン / 表面反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
不対電子を持つ原子・分子が関与する化学反応においては、電子スピン由来の効果が重要と予想されるが、スピン由来の効果を示す実験例は極めて少ない。本研究では、スピン偏極水素原子ビームと強磁性表面を用いた反応実験を、我々が以前に観測した酸素分子吸着スピン効果と比較することにより、この問題の理解を深めることを目的としている。本年度は(1)原子ビームのスピン偏極度分析、(2)表面反応スピン依存性計測チャンバーの製作を行った。
(1)原子ビームのスピン偏極度解析
原子核スピンと電子スピンの結合により、４つの異なる量子状態が原子状水素には存在し、偏極していない水素ビームを六極磁子内を通過させることにより、電子および核スピン偏極度50%のビームが得られる点は以前から知られている。製作した原子状水素ビームを六極磁子中に通過させることにより、電子・核スピン偏極度50%のビームが得られる点を、開発したスピン検出器を用いて確認することができた。また六極磁子長を調整し、スピン偏極水素ビームの強度最適化も行った。
(2)表面反応スピン依存性計測用チャンバー作製
表面反応スピン依存性計測用チャンバーを設計・製作し、これを既存の試料作製用マルチポートチャンバーに接続し、スピン偏極原子ビームラインに組み合わせた。定義磁場制御用コイル、パルス磁化コイル、蒸着源、原子状水素源等の組み込み、制御電源の作製もほぼ完了し、in-situで作製・処理した試料表面に対して、偏極原子ビーム照射実験を行える環境をほぼ整えた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
原子ビームのスピン状態評価、反応計測・試料作製チャンバー製作について、当初の計画通り進めることができている。開発したスピン検出器の性能は良好であり、信号強度も高く、短時間でのビーム偏極分析が可能な状態になっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
スピン偏極原子ビームを用いた表面吸着実験をできるだけ早期に実現する。また六極磁子型スピン検出器の分子ビーム偏極分析、散乱実験への応用可能性を探索する。
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| Causes of Carryover |
今年度予定していた原子ビーム源製作は昨年度までに完了している。また移管等により入手した真空ポンプ、超高真空部品を、今回製作した表面反応計測チャンバー用に利用することができ、必要部品の購入費を抑えることができた。また、自作のコイル制御電源が良好に動作することも確認したので、電源類の購入費用も低く抑えることができた。今後、散乱粒子検出用真空容器の製作、ポンプの追加購入、試料基板購入等に残額を充当予定である。
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