電子非弾性散乱実験のための超短パルス電子銃の開発

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21750005
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 山崎 優一 Tohoku University, 多元物質科学研究所, 助教 (00533465)
• Keywords: 原子・分子物理 / 化学物理

Research Abstract

本研究の目的は、エネルギー広がりの少ない、フェムト秒レーザーを励起源とするフォトカソード型超短パルス電子銃の開発である。この型の電子銃に関しては先駆的開発例があり、それを本研究での開発ベースとするが、パルス幅のみでなくエネルギー広がりも同時に抑制した超短パルス電子銃を開発し、電子線回折という電子線弾性散乱実験への適用にとどまっている超短パルス電子銃を、様々な電子線非弾性散乱実験へとその適用範囲を飛躍的に拡張することを目指す。これを励起源として用いることにより、電子エネルギー損失分光など種々の電子線非弾性散乱実験一般の時間分解分光測定が可能となり、光吸収には無い物理的諸性質を併せ持つ電子衝突を活用した、動的素過程の新たな研究に挑む。
本年度は、パルス電子銃の試作機の設計および性能評価チャンバーのための排気ポンプの整備を行った。本研究で開発する電子銃では、電子パルスの幅の広がりを抑えるために高い引き込み電場(～10kV/mm)が必要となるが、電圧を印加した際に電極間での放電を防ぐため、フォトカソードおよびアノードの電極形状を丸く設計した。また、電子パルス幅(時間的およびエネルギー的な幅)の広がりを最小限にするため、フォトカソードからイオン化領域までの距離が短くなるように、フォトカソード、アノード、ディフレクター、およびピンホールからなる簡便な電子銃を設計した。一方で、本研究で開発するパルス電子銃を用いて電子線非弾性散乱実験を行うために、時間分解電子線非弾性散乱実験に適した信号処理回路の製作や、高感度二次元検出器の立ち上げなどを平行して進めた。

Research Products

• [Journal Article] (e, 2e)電子運動量分光の過去, 現在, そして未来 (2010)
  • Author(s): 山崎優一、渡邉昇、高橋正彦
  • Journal Title: しょうとつ 7 Pages: 4-26
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dissociation dynamics of C_6H_6 and C_6H_5F molecules following carbon 1s and fluorine 1s photoionization studied by three-dimensional momentum imaging method (2009)
  • Author(s): A.Sugishima, et al.
  • Journal Title: The Journal of Chemical Physics 131 Pages: 114309-1-114309-6
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Theoretical study of focusing and double slit effects in x-ray photoelectron diffraction (2009)
  • Author(s): M.Kazama, et al.
  • Journal Title: Journal of Physics : Conference Series 190 Pages: 012048-1-012048-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Low kinetic energy photoelectron diffractions for C 1s and O 1s electrons of free CO molecules in the EXAFS region (2009)
  • Author(s): J.Adachi, et al.
  • Journal Title: Journal of Physics : Conference Series 190 Pages: 012049-1-012049-4
  • Peer Reviewed
• [Presentation] アセトン分子のCls電子運動量分光 (2009)
  • Author(s): 山崎優一, 渡邉昇, Darryl Jones, 高橋正彦
  • Organizer: 第9回 東北大学多元物質科学研究所研究発表会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2009-12-10
• [Presentation] 物質内電子運動の精密観測装置の開発 (2009)
  • Author(s): 佐藤弘典, 山崎優一, Darryl Jones, 浅野佑策, 渡邉昇, Achim Czasch, Ottmar Jagutzki, Reinhard Dorner, 高橋正彦
  • Organizer: 第9回 東北大学多元物質科学研究所研究発表会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2009-12-10
• [Presentation] A study of the double ionization of H2O using an(e, 3-1e)method (2009)
  • Author(s): D.B.Jones, M.Yamazaki, N.Watanabe, M.Takahashi
  • Organizer: 第9回 東北大学多元物質科学研究所研究発表会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2009-12-10
• [Presentation] The construction of a highly-sensitive 2π(e, 2e)spectrometer (2009)
  • Author(s): M.Yamazaki, H.Satoh, D.Jones, Y.Asano, N.Watanabe, A.Czasch, O.Jagutzki, R.Dorner, M.Takahashi
  • Organizer: International Workshop on Electronic Spectroscopy for Gas-phase Molecules and Solid Surfaces
  • Place of Presentation: 松島
  • Year and Date: 2009-10-12
• [Presentation] An(e, 3-1e)study on the double ionization of H_2O (2009)
  • Author(s): D.B.Jones, M.Yamazaki, N.Watanabe, M.Takahashi
  • Organizer: International Workshop on Electronic Spectroscopy for Gas-phase Molecules and Solid Surfaces
  • Place of Presentation: 松島
  • Year and Date: 2009-10-12
• [Presentation] 3D mapping of core-level photoemission from a single oriented H_2O molecule (2009)
  • Author(s): 山崎優一
  • Organizer: 11th International Conference on Electronic Spectroscopy and Structure
  • Place of Presentation: 奈良
  • Year and Date: 2009-10-06
• [Presentation] アセトン分子の炭素内殻電子運動量分光 (2009)
  • Author(s): 山崎優一, 渡邉昇, Darryl Jones, 高橋正彦
  • Organizer: 第3回 分子科学討論会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2009-09-24
• [Presentation] Extending electron momentum spectroscopy to study the double ionization of water (2009)
  • Author(s): Darryl Jones, 山崎優一, 渡邉昇, 高橋正彦
  • Organizer: 第3回 分子科学討論会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2009-09-21
• [Presentation] 高感度2π型電子運動量分光装置の開発 (2009)
  • Author(s): 佐藤弘典, 山崎優一, Jones Darryl, 浅野佑策, 渡邉昇, Czasch Achim, Jagutzki Ottmar, Dorner Reinhard, 高橋正彦
  • Organizer: 平成21年度 化学系学協会東北大会
  • Place of Presentation: 郡山
  • Year and Date: 2009-09-19
• [Presentation] Looking at Molecular Orbitals in Momentum Space (2009)
  • Author(s): M.Yamazaki, N.Watanabe, M.Takahashi
  • Organizer: International Symposium of Post-Silicon Materials and Devices Research Alliance Project
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2009-09-05
• [Presentation] A highly-sensitive 2π electron momentum spectrometer (2009)
  • Author(s): M.Yamazaki, H.Satoh, D.Jones, Y.Asano, N.Watanabe, A.Czasch, O.Jagutzki, R.Dorner, M.Takahashi
  • Organizer: International Symposium on(e, 2e), Double Photoionization and Related Topics
  • Place of Presentation: レキシントン、アメリカ
  • Year and Date: 2009-07-30
• [Presentation] A study of the double ionization of water using an(e, 3-1e)method (2009)
  • Author(s): D.B.Jones, N.Watanabe, M.Yamazaki, M.Takahashi
  • Organizer: International Symposium on(e, 2e), Double Photoionization and Related Topics
  • Place of Presentation: レキシントン、アメリカ
  • Year and Date: 2009-07-30
• [Presentation] Construction of a 2π(e, 2e)apparatus for advanced electron momentum spectros copy (2009)
  • Author(s): M.Yamazaki, D.Jones, Y.Asano, N.Watanabe, A.Czasch, O.Jagutzki, R.Dorner, M.Takahashi
  • Organizer: XXVI International Conference on Photonic, Electronic, and Atomic Collisions
  • Place of Presentation: カラマズー、アメリカ
  • Year and Date: 2009-07-22
• [Presentation] An(e, 3-1e)study on the double ionization of the water molecule (2009)
  • Author(s): D.B.Jones, N.Watanabe, M.Yamazaki, M.Takahashi
  • Organizer: XXVI International Conference on Photonic, Electronic, and Atomic Collisions
  • Place of Presentation: カラマズー、アメリカ
  • Year and Date: 2009-07-22
• [Presentation] 2π gas-phase(e, 2e)spectrometer to look at wavefunctions of large molecules in momentum space (2009)
  • Author(s): M.Yamazaki, H.Satoh, D.Jones, Y.Asano, N.Watanabe, A.Czasch, O.Jagutzki, R.Dorner, M.Takahashi
  • Organizer: Japan-Korea Symposium on Molecular Science 2009 "Chemical Dynamics in Materials and Biological Molecular Sciences"
  • Place of Presentation: 淡路島
  • Year and Date: 2009-07-12
• [Presentation] Momentum vector correlations between photoelectron and photoions in core-level ionization of Ne dimers (2009)
  • Author(s): M.Yamazaki, J.Adachi, Y.Kimura, A.Yagishita, M.Stener, P.Decleva, N.Kosugi, H.Iwayama, K.Nagaya, M.Yao
  • Organizer: 第25回 化学反応討論会
  • Place of Presentation: 大宮
  • Year and Date: 2009-06-03
• [Presentation] An(e, 3-1e)study on the double ionization of the water molecule (2009)
  • Author(s): D.B.Jones, M.Yamazaki, N.Watanabe, M.Takahashi
  • Organizer: 第25回 化学反応討論会
  • Place of Presentation: 大宮
  • Year and Date: 2009-06-01
• [Remarks]
  • URL: http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=42