2013 Fiscal Year Research-status Report
電子非弾性散乱における干渉現象を利用した電子波動関数の位相プローブ法の開発
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25620006
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
渡邉 昇 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (90312660)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 原子･分子物理 / 分子軌道 / 電子分光 |
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| Research Abstract |
分子軌道が有するプラスやマイナスの符号（位相）が、分子の反応性を決定づける強力な要因の一つであることが広く知られている。本研究の目的は、電子衝突による特定の分子軌道からの電離過程やRydberg軌道への電子遷移過程における干渉現象を用い、電子波動関数の位相をプローブする手法を開発することにある。
電子エネルギー損失分光（EELS）に基づく電子散乱断面積の観測から分子軌道の位相情報を確実に抽出するためには、通常のEELS実験が対象としていた約3 a.u.の移行運動量領域を7～9 a.u.程度まで広げねばならない。高い散乱角まで測定領域を拡張することでこの要請を満たすことが可能ではあるが、散乱角の増加に伴い急激に散乱強度が減少するという実験的困難が生じる。そこで、平成25年度では一定のエネルギー領域に亘る散乱電子を一挙に計測する多チャンネル型電子分析器をEELS装置に導入することで、検出効率の大幅な改善を図った。これにより、既存の実験セットアップに比べ約一桁の検出効率の向上を達成している。さらに、エネルギー分解能も1.5eVから1.0eVへと改善することにも成功し、個々のRydberg遷移に対するEELS断面積を広範な移行運動量に亘って測定するための基盤を固めることができた。
これに加え、四塩化炭素や六弗化硫黄の価電子軌道からの電子衝撃イオン化断面積に現れる干渉効果を調べている。電子コンプトン散乱の動力学的完全実験である電子運動量分光（EMS）実験より得られた(e,2e)断面積を解析することで、上記分子の非結合性軌道を構成する複数のp原子軌道の方向やハロゲン原子間の距離に依存した干渉構造の変化をとらえることに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
広範な移行運動量領域に亘るEELS断面積の特定で必要となる多チャンネル型電子分析器の開発過程において、分解能の改善を目的とする幾つかの改良の必要性がでてきたことにより、その完成に若干の遅れが生じたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
s軌道やd軌道など、様々な原子軌道の混在により構成された分子軌道について、系統的にEELSおよびEMS実験を行う。それにより、p軌道のみで構成された分子軌道を対象に干渉構造を解析する目的で発展させてきた我々のモデルを分子軌道一般に拡張し、位相プローブ法としての基盤を確立する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進した結果により生じたものである。
平成26年度請求額とあわせ、平成26年度の研究遂行に使用する予定である。
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