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ポジトロニウムを用いた超微粒子表面の研究

研究課題

研究課題/領域番号 06452052
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)
研究機関東京大学

研究代表者

兵頭 俊夫  東京大学, 教養学部, 教授 (90012484)

研究分担者 斎藤 晴雄 (斉藤 晴雄)  東京大学, 教養学部, 助手 (60235059)
長嶋 泰之  東京大学, 教養学部, 助手 (60198322)
研究期間 (年度) 1994 – 1995
研究課題ステータス 完了 (1995年度)
配分額 *注記
7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
1995年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1994年度: 5,700千円 (直接経費: 5,700千円)
キーワード陽電子消滅 / シリカ / アルミナ / 超微粒子 / 表面 / ポジトロニウム / オルソパラ転換 / 常磁性中心 / 紫外線照射 / 時間分解運動量測定 / 陽電子寿命測定 / シリカ・エアロゲル / スピン交換反応
研究概要

多くの酸化物微粒子において、ポジトロニウム仕事関数が負であるために,微粒子間隙の自由空間に放出されたポジトロニウムは、微粒子バルクに戻ることができず,表面の原子とのみ選択的に相互作用する。
本科研費では、この事を利用し、1.酸化物超微粒子表面の表面常磁性中心の研究と、2.時間分解運動量測定装置の作成およびそれを用いたシリカ超微粒子表面の電子状態の研究を行った。
1.表面に常磁性中心が存在すると、オルソ・ポジトロニウムがスピン転換してパラ・ポジトロニウムに変化し、2光子自己消滅する。これを利用すると、選択的に、表面常磁性中心が検出できる。まず、シリカ超微粒子を、低温で高速陽電子照射しながら、陽電子消滅2光子角相関と陽電子寿命を測定する実験を行った。この結果、生成した表面常磁性中心が、ポジトロニウムで検出可能なこと、表面常磁性中心は、室温では不安定であることがわかった。ひきつづき、低温でシリカ、アルミナ超微粒子を紫外線で照射する実験を行った。陽電子照射を行ったときと同じく、表面常磁性中心の生成が確認された。表面常磁性中心の成因は、表面のOH基やCH_3基のHがとれることに帰せられる。
2.表面に常磁性中心が存在しないとき、オルソ・ポジトロニウムの2光子消滅は表面電子とのピックオフ消滅である。時間分解運動量測定により、オルソ・ポジトロニウムしか存在しない時間領域を選び、表面電子の運動量分布を測定した。その結果、製造されたままのシリカ・エアロゲルと800℃で熱処理したものとの間には、観測された運動量分布に顕著な差があることが見いだされた。これは、熱処理によって表面のOH基やCH_3基が遊離したためと思われる。

報告書

(3件)
  • 1995 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1994 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (17件)

  • [文献書誌] 兵頭俊夫: "Positronium Spectroscopies for the Study of the Surface of fine particles" Positron Spectroscopy of Solids. 419-439 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 斎藤晴雄: "Detection of Paramagnetic Centens on amonshows-SiO_2 grain Surfaces Using Positronium" Physicad Review B. 52. 689-692 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 斎藤晴雄: "Detection of paramagnetic Centens of amorphous-SiO_2 Line grains using positronium" Materials Science Forum. 175-178. 769-772 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 長嶋泰之: "Therma lization of Frce Positronium Atoms by Collisiams With Sillca-poeder graims,Aerogel grains and gas Mo lecules" Physical Review A. 52. 258-265 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 浅井: "Measurement of the ortho positronium life time" Materials Science Forum. 175-178. 619-626 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Hyodo: "Positronium spectroscopies for the study of the surface of fine particles" "Positron Spectroscopy of Solids" (Proceedings of the International School of Physics "Enrico Fermi" Course CXXV) edited by A.Dupasquier and A.P.Mills jr. (10S Press, Amsterdam, 1995). 419-439

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Saito et al.: ""Detection of paramagnetic centers on amorphous-SiO_2 grain surfaces using positronium" positronium"" Phys.Rev.B. 52. R689-R692 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Saito et al.: ""Detection of paramagnetic centers on surfaces of amorphous-SiO_2 fine grains using positronium"" Mat.Sci.Forum. 175-178. 769-772 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Nagashima et al.: ""Thermalization of free positronium atoms by collisions with silica-powder grains, aerogel grains, and gas molecules"" Phys.Rev.A. 52. 258-265 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Asai et al.: ""Measurement of the orthopositronium lifetime"" Mat.Sci.Forum. 175-178. 619-626 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 兵頭俊夫: "Positronium spectroscopies for the study of the surface of fine particles" Positron Spectroscopy of Solids. 419-439 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 斎藤晴雄: "Detection of paramagnetic cetus on amorphous-SiO_2 gain sufaces using positronium" Physical Review B. 52. R689-R692 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 斎藤晴雄: "Detection of paramagnetic centers of amorphous-SiO_2 fine grains using positronium" Materials Science Foum. 175-178. 769-772 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 長嶋泰之: "Thermaligation of free positronium atoms by collisions with silica-powder gains,aerogel grains,and gas molecules" Physical Review A. 52. 258-265 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 長嶋泰之: "Positron anniluilation in a neutron irradiated α-Al_2O_3 single crystal" Materials Science Forum. 175-178. 461-464 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 鈴木直毅: "陽電子消滅法による耐衝撃性ポリスチレンの研究" RADIOISOTOPES. 44. 608-615 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 斉藤 晴雄: "Detection of Poranagnetic Centeis on Surfaces of Amorphous-SiO_2 Fine Grains Usiug Positroniam" Material Scieuee Forum. (予定). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書

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公開日: 1994-04-01   更新日: 2020-05-15  

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