2014 Fiscal Year Annual Research Report
二次元ダークフリンジ法による球体直径測定原理開発とアボガドロ定数精密決定への応用
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24360037
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
倉本 直樹 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測標準研究部門, 主任研究員 (60356938)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
早稲田 篤 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測標準研究部門, 主任研究員 (20272172)
東 康史 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測標準研究部門, 主任研究員 (30356365)
藤本 弘之 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測標準研究部門, 主任研究員 (30357917)
藤井 賢一 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測標準研究部門, 首席研究員 (50357901)
水島 茂喜 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測標準研究部門, 主任研究員 (60358091)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 標準 / 基礎物理定数 / 光周波数制御 / 超精密計測 / アボガドロ定数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アボガドロ定数は、マクロな「物質」とミクロな「粒子」の物理量の橋渡しを行う重要な基礎物理定数であり、シリコン単結晶の密度、モル質量、格子定数の測定から求められる。近年、質量の単位であるキログラムの基礎物理定数による再定義のために、アボガドロ定数の高精度測定が強く求められている。アボガドロ定数決定精度の向上においては、密度測定に必要なシリコン単結晶球体体積測定高精度化が支配的な役割を果たす。そこで本研究では次の二つを目的とする。
1.新たな球体直径測定原理（二次元ダークフリンジ法）に基づく、シリコン単結晶球体体積高精度測定用レーザー干渉計開発
2.アボガドロ定数の世界最高精度（2.0×10-8）での決定
これらの目的のために以下の項目を平成26年度に実施した。
1. 28Si単結晶球体体積測定:国際研究協力「アボガドロ国際プロジェクト」で作成した28Si単結晶球体の体積測定を実施した。約1000方位からの直径測定を実施し、体積を2.0×10^-8の精度で決定した。2. 28Si単結晶球体質量測定：28Si単結晶球体の密度を決定するために、球体質量を7.8×10^-9の精度で決定した。3. 28Si単結晶球体表面分析:高精度球体密度測定のために分光エリプソメトリー、X線反射率法などの複数の表面分析技術を用いて28Si単結晶球体表面に存在する物質の化学組成、厚さ、質量などを評価した。4. 28Si単結晶格子定数均一性評価:自己参照型格子コンパレーターにより28Si単結晶の格子定数均一性を9桁の分解能で評価した。5. 28Si単結晶によるアボガドロ定数の決定:28Si単結晶球体の体積測定、質量測定、表面分析の結果より、球体密度を決定した。「アボガドロ国プロジェクト」での研究協力により測定された格子定数およびモル質量の値を利用し、アボガドロ定数を2×10^-8の世界最高精度で決定した。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(23 results)
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[Journal Article] European Metrology Reserach Prgramme: Advances on the Realization of the Kilogram Redefinition2014
Author(s)
T. Arnold, H. Baumann, H. Bettin, F. Bielsa, A. Eichenberger, Naoki Kuramoto, G. Mana, E. Massa, S. Merlet, F. Pereira dos Santos, A. Picard, P. Pinot, F. Piqumal
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Journal Title
Digest of Conference on Precision Electromagnetic Measurements 2014
Volume: -
Pages: 426-427
DOI
Peer Reviewed
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