2009 Fiscal Year Annual Research Report
高強度フェムト秒レーザー生成パルス高速度電子を用いた時間分解電子顕微鏡
| Project/Area Number |
18206006
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
阪部 周二 Kyoto University, 化学研究所, 教授 (50153903)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
時田 茂樹 京都大学, 化学研究所, 助教 (20456825)
橋田 昌樹 京都大学, 化学研究所, 准教授 (50291034)
磯田 正二 京都大学, 化学研究所, 教授 (00168288)
倉田 博基 京都大学, 化学研究所, 准教授 (50186491)
小川 哲也 京都大学, 化学研究所, 助教 (40224109)
|
|---|
| Keywords | レーザープラズマ電子 / 高強度フェムト秒レーザー / 電子線回折 / パルス電子源 / 高輝度電子線源 |
|---|
| Research Abstract |
本研究は、次世代の時間分解電子線回折解析手法や電子顕微鏡に応用しうるパルス電子線源を超高強度極短パルスレーザー生成プラズマ電子により生成することを物理的に実証し、この極短パルス電子線源を用いて時間分解回折像の取得の実証により、超高速時間分解電子顕微鏡実現のための要素を明らかにすることを目的としている。初年度(18年度)の研究ではレーザー生成プラズマより電子線、回折に用いることのできる100keV-1MeVのエネルギーが得られることを示した。次年度(19年度)は、レーザー出力の安定化のために新たな手法を提案し、高強度短パルスCPAレーザーシステムとしては世界最高の安定性の実現に成功した。20年度は、このレーザーを用いて電子線源発生の実験を行なった。電子線源の強度空間分布を電子レンズで結合することにより電子発生領域の強度空間分布の直接測定に初めて成功した。また、線量については、単一ショットでの回折像取得に必要な量に近い値が得られる事が確認できた。このレーザープラズマ電子を用いて、350keVの電子線を試料に照射できる電子レンズを装備した簡易電子線回折装置を構築し、試験試料として金の薄膜を用いた回折実験を行なった。その結果、世界で初めて単一ショットによる回折像の取得に成功した(この成果を論文発表)。試料上でのエネルギー広がりからパルス幅は8psと評価された。21年度は、レーザー生成電子線のもつ運動量広がりを利用したパルス圧縮実験を実施した。運動位相空間での位相反転のための手法を提案実施し、パルス幅を1ps以下へ圧縮することに成功した。ポンプ&プローブシステムの構築により、ポンデロモーティブ力を利用したパルス幅測定法を実証した。この圧縮電子パルスにより、単一パルスによる電子線回折像の取得に成功し、時間分解回折法を実証した。
|
