2015 Fiscal Year Annual Research Report
移行運動量をパラメータとする電子・分子衝突立体ダイナミクスの研究
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25248002
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
高橋 正彦 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (80241579)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 化学物理 / 原子・分子物理 / 電子線散乱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電子が分子に衝突する時、分子軸の向きが入射電子ビーム軸と垂直か平行か、あるいは遠方衝突か近接衝突かに依存して衝突の起こる確率や衝突の物理的内容が異なるのではないだろうか。本研究の目的は、そうした極めて基礎的な問いに初めて応える、電子・分子衝突の立体ダイナミクスという新しい研究分野の開拓である。具体的には、研究代表者らが世界に先駆けて開発した(e,2e+M)分光を展開し、分子配向と衝突径数の二つをパラメータとして電子衝撃イオン化断面積を測定する「電子・分子衝突の反応顕微分光法」として確立する。
上記の目的に向けて、真空チェンバー、電子エネルギー分析器、高分解能二次元検出器、パルス電子銃、分子線源など試作や開発を要する設備を組み合わせて装置をシステムとして本研究計画2年目の平成26年度までに完成させた実績を踏まえ、本年度平成27年度には、予備実験を開始した。具体的には、MHz周期でナノ秒幅、エネルギー2 keVのパルス電子線をN2分子やO2分子に衝突させ、生成する非弾性散乱電子と解離イオンとの二重同時計測を行い、それら二つの荷電粒子のエネルギー相関と角度相関を調べた。その結果、電子エネルギー損失分光断面積の角度分布が、予期した通り、標的分子の空間的な向きや衝突衝突径数に依存して大きく変化する様を初めて捉えることができた。現在は、電子エネルギー損失分光断面積の角度分布が何故そのようなふるまいをするのかについて、検討を進めている。
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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
本研究計画は、新規分光法の開発に大きなウエイトを置くため、応募申請書では研究計画期間の4年を装置開発のための前半2年と装置立ち上げおよび実験研究のための後半2年に分けた。事実、研究計画3年目の平成27年度には、予備的結果ではあるものの、電子散乱断面積が標的分子の空間的な向きや衝突衝突径数に依存して大きく変化する様を捉えることができた。従って、本研究計画全体に対するこれまでの達成度は、本研究計画の応募申請書とほぼ相違なく、おおむね順調に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度までの成果を踏まえて、本研究計画最終年度となる平成28年度では、開発した装置のエネルギー分解能、運動量分解能、時間分解能など各種実験パラメータの最適化を図り、種々の単純分子を対象として分子配向と衝突径数の二つをパラメータとする電子衝撃イオン化断面積の測定を行う。これにより、分子配向と衝突径数の二つをパラメータとして電子衝撃イオン化断面積を測定する「電子・分子衝突の反応顕微分光法」として確立し、所期の目的を達成する。
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