2014 Fiscal Year Research-status Report
ナノ結晶の電子スペクトルシミュレーターの開発と高速化
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25410159
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
吉川 英樹 独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, その他 (20354409)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 計算物理 / 分析化学 / 放射線、Ⅹ線、粒子線 / 表面、界面物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．干渉性弾性散乱における可干渉の空間サイズの検討
本研究の目的である結晶性試料における干渉性弾性散乱効果をMonte Carlo simulationに組み込むにあたり，結晶性クラスターによる弾性散乱微分断面積が散乱角の極角θだけでなく方位角φによっても異なる値を持つことを忠実に反映したプログラムの開発を今年度行った。なお，従来の光電子スペクトルを計算するMonte Carlo simulationでは，原子による弾性散乱微分断面積を扱うため極角θだけの取扱いで済んでいた。干渉性弾性散乱効果を扱うには，可干渉長もMonte Carlo simulationに組み込む必要があるため，可干渉長の最大値を簡便に与えるmean escape depth (MED)の定式化を行った。本研究の結果，光電子を発生する原子軌道の非対称パラメーターの値と光電子を検出する立体的な角度配置の関係によってMEDの値が大きく異なることを定量的に明らかにすると共に，MEDの定式化に成功をした。
２．データベースの記述形式の検討
干渉性散乱を考慮した弾性散乱微分散乱断面積を組み込んだMonte Carlo simulationによって求めた角度分解光電子スペクトル並びにそれに対応する実験データの記録とデータマイニングを行うため，昨年度の成果を元にデータフォーマットの具体化を行った。特に今年度は，表面分析研究会も議論の場として，既存の国際データフォーマットと整合性のとれた新しいデータフォーマットの具体化を推進した。
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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
本研究の目的である結晶性試料における干渉性弾性散乱効果を組み込んだMonte Carlo simulationコードの開発を行った。干渉性弾性散乱の微分散乱断面積を計算する際の結晶クラスターのサイズ決定を（フィッティングパラメーターとせずに）Mean escape depth(MED)の値を使って合理的に推定することが本研究のオリジナリティの一つであったので，Monte Carlo simulationを使ったMEDの導出とその定式化が成功したことで，研究の達成に目途がついた。昨年度MEDの定式化を部分的に実現したものの，対象とする物質が軽元素（リチウム）から重元素（金）まで，かつ光電子の運動エネルギーの範囲が0.1～10keV，光電子を検出する角度範囲が0～80度近くまでの広い範囲で十分に対応できる定式化でなかったことが，その後の研究で明らかになったので，今年度はこの課題を克服したMEDの定式化に成功した。現在，この成果について論文執筆中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、干渉性の弾性散乱微分断面積を使ったMonte Carloシミュレーションの高速化を図る。干渉性の弾性散乱微分断面積は，極角θだけでなく方位角φにも依存するため，パラメーターの数が増えそれに応じて（発生電子数が同じであれば）Monte Carlo simulationの結果の統計誤差が著しく増大してしまう。この問題を解決するための高速化を図る。シミュレーション結果をデータベース化し，そのデータベースと実測結果についてデータマイニングを行うためのアルゴリズムの開発を行う。
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Research Products
(3 results)
