2015 Fiscal Year Annual Research Report
気体電子回折によるエアロゾルの構造解析に向けた新規実験装置の開発
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25410026
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| Research Institution | Sophia University |
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Principal Investigator |
久世 信彦 上智大学, 理工学部, 准教授 (80286757)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 気体電子回折 / エアロゾル / クラスター / エアロダイナミック・レンズ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，「大気エアロゾル粒子の構造決定手法の確立」にある。具体的には気体電子回折の手法を用い，エアロゾルの粒径をコントトールして作り出すためのノズルの開発と実験装置の改良を行う。さらに効率の良いデータ解析手法の開発も目指す。この装置を応用することによって超分子やクラスターを対象とした，気体電子回折の新しい研究手法の確立を目指す。
気体電子回折はマイクロ波分光法と並び，気体状態の精密な分子構造を研究する有力な実験手法である。真空装置内で気体分子が高速電子（40-60 kV）と弾性散乱することによって回折像が得られ，それを解析することによって，原子間距離を0.1 pmのオーダーで直接的に決定できるという，高い実験精度をもつ。しかし原子数の多い超分子，クラスターに関してはまた報告例が少なく，実験およびデータ解析を進めるにあたって問題点があった。
このような現状を打破し，気体電子回折法がもっている特徴を生かした上で，様々なタイプの実験を行うことを可能とするため，本研究ではクラスターやエアロゾルを効率よく生成するためのエアロダイナミック・レンズ(Aerodynamic Lens)を設計・製作し，真空装置内に取り付けた。試料ガスは真空ラインを通じてエアロダイナミック・レンズに導入する仕様とした。同時に実験装置全体のコンパクト化を図るため，試料導入部について，簡便にセッティングが変更できるようにしたうえで，排気系を設計し直し，テーブルトップの実験装置を開発した。また多種多様な分子の回折データに対応するため，データ解析プログラムの一部を新たに開発した。
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