2019 Fiscal Year Annual Research Report
Trapping of superconducting micro-particle -- developement to the measurement of physical properties---
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17K05598
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
森脇 喜紀 富山大学, 学術研究部理学系, 教授 (90270470)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松島 房和 富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 教授 (40142236)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 微粒子 / 超伝導 / 磁気トラップ / 光散乱 / ミー散乱 / 超伝導転移温度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超流動ヘリウム中でのレーザーアブレーションによって生成され，磁場トラップに捕捉されたマイクロメーターサイズの単一微粒子からの光散乱に関する研究を進めた。微粒子を照射するレーザー強度を高めると微粒子に力が作用しその位置が変位するためレーザー強度が限られる，その一方で，微粒子であるために散乱光の強度も小さいために，散乱光強度分布の測定には一定の光強度の積分時間が必要である。そのため，実験系の振動除去や光強度の角度分布を測定するための回転系等を整備した。その結果，複数波長での散乱光強度角度分布の測定が可能となり，同一の単一インジウム微粒子について，4波長での散乱光測定を行った。そのうち長波長側の2つの波長については，既存のバルクでの光物性定数を用いて，ミー散乱により強度分布を説明でき，その結果，微粒子径を非接触で決定できた。残りの2波長領域には既存の光物性定数がないが，今回測定した散乱光強度角度にミー散乱モデルをフィッティングすることにより，光物性定数を新たに決定することに成功した。このように，単一の微粒子からの散乱光強度測定により，新たに光物性定数を決定することが可能となった。
また，空間捕捉して光学的に測定した微粒子を回収して取り出し，電子顕微鏡による観察によってもその形状や大きさを調べることができる。光学的な微粒子の大きさの測定は，磁気トラップポテンシャル中での変位の自由減衰を測定する方法と，光散乱強度角度分布測定の2つの方法が実現できている。この光学的な測定方法と，電子顕微鏡による大きさ測定に系統的なずれが見つかっており，今後の検討課題である。
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