2013 Fiscal Year Research-status Report
金属クラスターの成長に伴う表面プラズモン共鳴の発現過程
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25620017
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
寺嵜 亨 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60222147)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 金属クラスター / 銀 / 吸収スペクトル / 光解離 / 電子遷移 / 光学応答 |
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| Research Abstract |
研究実施計画に沿って、金属クラスターの光吸収スペクトルのクラスターサイズ（構成原子数）依存性を調べ、電子の挙動の変化を捉える研究を推進した。具体的には、銀クラスター正イオンを試料とし、８～１４量体の領域で光解離スペクトルを測定した。測定に先立って、目的のサイズのクラスターを効率よく生成、搬送、捕捉するために、まずクラスターイオン源の調整を行い、さらにイオンガイド・トラップに印加する交流電場の振幅と周波数を調整して、装置の稼働条件を１０量体程度のクラスターの実験に最適化した。一方で、光照射後にイオントラップで1秒程度の保持時間を設け、光を吸収したクラスターの解離を確実にし、光吸収と等価な光解離スペクトルを測定した。これらのサイズにおいて電子遷移は波長300 nm付近に現れ、測定の結果、サイズの増加に伴って、スペクトル幅が少しずつ広がる傾向を捉えた。また、室温条件ではやや幅の広かったスペクトルが、100 Kまで冷却すると先鋭になる様子を捉えることができ、クラスターの冷却によって振動励起準位の占有数が減少し、より多くが基底状態に分布することが明瞭に示された。吸収断面積の見積もりからスペクトルの面積強度を計算し、振動子強度を評価した結果、これらの電子遷移には複数の電子は関与せず、分子軌道間の一電子遷移が支配的であると結論した。この結果は予想された傾向と合致し、14量体以下のサイズ領域では、電子の集団励起はまだ発現せず、分子的な描像を確認した。
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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
銀クラスターイオンの吸収スペクトル測定について、計画通りに８～１４量体まで実験を進めることができた。予想通り、これらのサイズ領域では電子の集団励起はまだ見られず、分子的な描像を確認した。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画に沿って、今後、２０～１００量体のサイズ領域で実験を進めてゆく。そのために、大きなサイズを効率よく発生、搬送するクラスターイオン源、およびイオンガイドの調整を進めてゆく。さらに、これまで光解離法で実験を行ってきたが、これら大きなサイズでは、光を検出して吸光度を直接測定する光閉じ込め法を適用してゆく。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
年度末に予定よりも安く納入された物品があり、若干の余剰金が発生した。
次年度の消耗品費に充てて有効に使用する。
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Research Products
(11 results)
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[Presentation] Spin and orbital magnetic moments, magnetic-to-nonmagnetic transitions, and the Anderson impurity model in finite systems: XMCD studies on free size-selected clusters2013
Author(s)
K. Hirsch, V. Zamudio-Bayer, L. Leppert, A. Langenberg, A. Terasaki, T. Moeller, S. Kuemmel, B. von Issendorff, and J. T. Lau
Organizer
The Sixth International Symposium “Atomic Cluster Collisions”
Place of Presentation
Wuhan, China
Year and Date
20130718-20130723
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