2023 Fiscal Year Research-status Report
可搬性と自動化を追求した青色半導体レーザーベースの分子分光システムの開発
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23K03277
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
榎本 勝成 富山大学, 学術研究部理学系, 准教授 (50452090)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮本 祐樹 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 研究准教授 (00559586)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | レーザー分光 / 低温分子 / 超低膨張エタロン / 青色半導体レーザー / 一酸化鉛 / バッファーガス冷却 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、青色半導体レーザーと超低膨張エタロンを用いて、高精度・高分解能のレーザー分光をPbOに対して行った。400-450nmの領域で、角運動量の分子軸射影Ωが１の電子状態について調べ、新たな電子状態を同定することができ、これをc1状態と命名した。この状態は、第一原理計算では存在が予測されていたものの、実験的にはこれまで観測例がなかったものである。このc1状態は振動間隔などの面でa1状態と似ており、両者の間には比較的強い相互作用が存在するため、多数の振動状態にわたる大域的な摂動が観測された。この相互作用による状態の混合は、超微細構造分裂の変化に明瞭に表れ、それを起点として観測された振動準位や回転定数の摂動を解析した。その結果、この相互作用の原因は、a1状態とc1状態のポテンシャル曲線の、内側の斥力部分での交差によるものと推察された。このc1状態は、b0-状態とも振動間隔が似ており、過去にb0-状態にアサインされたバンドの一部は、実はc1状態である可能性が高い。また、このc1状態は電子の永久電気双極子モーメントの探索において、有望な状態である可能性が高い。これらの成果について、論文をJ. Chem. Phys.誌に投稿した。
また、超低膨張エタロンシステムを新たに１台作成した。このエタロンは既存のものと、わずかに自由スペクトル領域が異なり、この２台の共鳴線を比較することでバーニアの原理によりレーザー周波数を波長計なしでも決定できる。こちらは今後、ゼロ膨張温度の決定などを行い、分光システムに組み込んでいく。
また、分担者が中心となって、フタロシアニンなどの大型分子について、ヘリウムバッファーガス冷却による低温分子のレーザー分光を進めている。
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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
バッファーガス冷却によるPbOやフタロシアニンなどの低温分子のレーザー分光実験は順調に進展し、PbOの新たな電子状態の観測といった重要な成果が得られた。青色半導体レーザーによる分光システムの改良については、新たな超低膨張エタロンの購入と、高真空・温度安定化システムの作成を行ったが、昨今の物価高騰により、当初の予定にあった２つのエタロンを１つの超低膨張スペーサーで作るという設計では予算オーバーとなったため、１つのエタロンだけを新たに作成し、既存のエタロンと組み合わせて比較することになった。これにより、分光システム全体の軽量化は難しくなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
新たに組み上げた超低膨張エタロンを分光システムに組み込み、波長計なしでもレーザー周波数が決定できるようにする。その過程で分光システムの自動化を進めていく。PbOのc1状態の低い振動準位の測定は重要であり、観測領域を長波長側に伸ばして測定を進めて行く。
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| Causes of Carryover |
超低膨張エタロンの仕様変更に伴い、若干の繰越額が発生した。次年度以降の購入予定品の物価上昇分に充てる予定である。
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