極低温でハロゲン化銀中に光誘起される異常発熱機構の解明

• 研究課題/領域番号: 06452039
• 研究種目: 一般研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 固体物性Ⅰ(光物性・半導体・誘電体)
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 近藤 泰洋 東北大学, 工学部, 助教授 (20013534)
• 研究期間 (年度): 1994
• 研究課題ステータス: 完了 (1994年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円); 1994年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
• キーワード: ハロゲン化銀 / 光カロリメトリー分光 / 光誘起反応 / 光熱変換分光 / 光焼鈍効果 / イオン結晶 / 転移 / 潜像

研究概要

絶対温度4.2度でハロゲン化銀に紫外光を照射すると、吸収された光エネルギーの数十倍に達する大きなエネルギー放出が、試料の温度上昇として観測された。この様な異常な発熱は、これまでに観測された例がなく、固体中の光誘起現象やハロゲン化銀の感光現象との関連に於て興味ある現象である。この光誘起異常発熱の機構解明を目的として以下の実験を計画した。
1.クライオカル社より、高感度測温素子を購入し、光カロリメトリー用試料セルを製作する。2.高純度ハロゲン化銀単結晶を育成する。
3.温度可変ヘリウム循環型冷凍機を購入し、10K〜100Kの間での光カロリメトリー測定を行う。
4.試料結晶中の移転密度の測定を行う。
上記予定のうち1、2を達成し、予備的な測定を行うことができた。この実験では、改良により従来よりも出力のドリフトを著しく減らすことができ、長時間の測定が可能となった。その結果、発熱過程に二種類の反応過程があることを明かにでき、この反応のレート方程式を求めることができた。結果は現在投稿準備中である。
3については、冷凍機を購入し、振動の大きさを測定して測定に充分耐えることを確認できた。即ち、通常の仕様では冷凍機の圧縮機作動に伴う振動が大きく、微弱な信号を隠してしまう。そこで、特殊仕様により、振動が試料や検出素子に伝わらないように設計した。現在、測定系を組み立て予備実験を行っているが、設計時に予定した性能を持つことが確認できた。
4)については、まだ測定に至っていない。