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原子波の干渉による超微細構造の作製と制御

研究課題

研究課題/領域番号 11450059
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械工作・生産工学
研究機関大阪大学

研究代表者

安武 潔  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80166503)

研究分担者 垣内 弘章  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10233660)
芳井 熊安  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30029152)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
14,500千円 (直接経費: 14,500千円)
2001年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2000年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1999年度: 11,000千円 (直接経費: 11,000千円)
キーワード原子光学 / 単色原子ビーム / レーザー冷却 / 原子干渉磁気回路 / 原子波干渉 / 中性原子ビーム / 中性原子速度分光 / 速度圧縮
研究概要

本研究は、速度を制御した高密度単色原子ビームを作製し、その原子波を干渉させることによって、超微細構造を作製することを目的とする。
(1)熱的Li原子ビームに対し、レーザーコリメーションのための最適条件を明らかにした。2次元レーザーコリメーションにより、ビーム輝度を10倍以上に増加することが可能である。
(2)磁場勾配と原子の磁気モーメントの相互作用を利用して、中性原子ビームの進行方向の速度を分光する装置(原子ビーム速度分光装置)を、世界で初めて開発した。速度分光されたビームをアパーチャで切り出すことにより単色原子ビームが得られる。従来の原子干渉実験では、超音速ノズル法により4%程度の速度広がりをもつ原子ビームが用いられていたが、本装置を用いると、0.1%以下が容易に得られる。4%の速度広がりがあると原子干渉縞のコントラストは28%まで低下するが、0.1%の場合には96.9%の非常に高いコントラストが得られる。
(3)原子ビーム速度分光装置を用いた場合、光学的分光器と同様、単色度を高めるほど原子ビームの利用効率が低下する。そこで、高輝度単色原子ビームを生成するため、レーザー冷却法を用いて、目的速度の原子ビームを濃縮する実験を行った。1000m/sの原子ビームについて濃縮条件を最適化した結果、7%の速度広がりで、ピーク強度を41倍に増加させることに成功した。
(4)高強度の色素レーザーを得る新しい方法として、半導体レーザーを用いた注入同期法による色素レーザー増幅法を開発した。従来法と比較して、本方法では初期コスト1/5以下、消費エネルギー1/12500で、3倍以上の増幅光強度を得ることができる。
(5)原子波干渉による微細構造作製にあたって、高輝度単色原子ビーム生成に関する要素技術の開発を終えたが、本実験を遂行するためには、さらに基板を極低温に冷却できる実験装置の作製が必要である。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (28件)

  • [文献書誌] H.Ohmi, K.Yasutake, M.Shimizu, T.Yasukawa, A.Takeuchi, H.Kakiuchi, K.Yoshii, Y.Mori: "Creation of Mono-Velocity Neutral Atomic Beam"Precision Science and Technology for Perfect Surfaces. JSPE Pub. Ser. No.3. 630-635 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大参宏昌, 安武 潔, 清水正男, 垣内弘章, 竹内昭博, 芳井熊安, 森 勇藏: "中性原子ビーム速度分光装置の開発"精密工学会誌. 66. 1938-1942 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Yasutake, H.Ohmi, M.Shimizu, A.Takeuchi, H.Kakiuchi, K.Yoshii, Y.Mori: "Velocity spectroeder for a neutral atomic beam"Applied Physics B. 71. 787-793 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大参宏昌, 安武 潔, 清水正男, 垣内弘章, 竹内昭博, 芳井熊安, 森 勇藏: "Li原子ピームのレーザコリメーション"精密工学会誌. 67. 1938-1942 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大参宏昌, 安武 潔, 松井優貴, 竹内昭博, 垣内弘章, 芳井熊安 森 勇藏: "注入動機法による色素レーザーの増幅"精密工学会誌. 67. 1108-1113 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Ohmi, K.Yasutake, Y.Matsui, A.Takeuchi, H.Kakiuchi, K.Yoshii, Y.Mori: "Dual mode amplification of dye laser by injection-seeding method"Proc. of the 4th Conference on Lasers and Electro-Optics/Pacific Rim, Makuhari Messe, 2001. II. 124-125 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Ohmi, K.Yasutake, M.Shimizu, H.Kakiuchi, A.Takeuchi, K.Yoshii, Y.Mori: "Formation of Monochromatic Atomic Beam for Nanofabrication"Proc. of the COE Int. Symp. on Ultraprecision Science and Technology-Creation of Perfect Surface-, Osaka,2001. 251-256 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Ohmi, K. Yasutake, M.Shimizu, T. Yasukawa, A. Takeuchi, H. Kakiuchi, K. Yoshii and Y. Mori: "Creation of Mono-Velocity Neutral Atomic Beam"Precision Science and Technology for Perfect Surfaces, JSPE Pub. Ser.. No.3. 630-635 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Ohmi, K. Yasutake, M.Shimizu, H. Kakiuchi, A. Takeuchi, K. Yoshii and Y. Mori: "Development of velocity Spectrometer for Neutral Atomic Beam"J. Japan. Soc. Prec. Eng.. 66-12. 1938-1942 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Yasutake, H. Ohmi, M. Shimizu, A. Takeuchi, H. Kakiuchi, K. Yoshii, Y. Mori: "Velocity spectrometer for a neutral atomic beam"Applied Physics B. 71-6. 787-793 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Ohmi, K. Yasutake, M. Shimizu, H. Kakiuchi, A. Takeuchi, K. Yoshii and Y. Mori: "Laser Collimation of Li Atomic Beam"J. Japan. Soc. Prec. Eng.. 67-3. 433-437 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Ohmi, K. Yasutake, Y. Matsui, A. Takeuchi, H. Kakiuchi, K. Yoshii and Y. Mori: "Amplification of Dye Baser by Injection Seeding"J. Japan. Soc. Prec. Eng.. 67-7. 1108-1113 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Ohmi, K. Yasutake, Y. Matsui, A. Takeuchi, H. Kakiuchi, K. Yoshii and Y. Mori: "Dual Mode Amplification of Dye Laser by Injection-Seeding Method"Proc. of the 4th Conference on Lasers and Electro-Optics/Pacific Rim, Makuhari Messe, 2001. Vol.II. 124-125 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Ohmi, K. Yasutake, M. Shimizu, H. Kakiuchi, A. Takeuchi, K. Yoshii and Y. Mori: "Formation of Monochromatic Atomic Beam for Nanofabrication"Proc. of the COE Int. Symp. On Ultraprecision Science and Technology - Creation of Perfect Surface - , Osaka. 251-256 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Ohmi, K.Yasutake, M.Shimizu, T.Yasukawa, A.Takeuchi, H.Kakiuchi, K.Yoshii, Y.Mori: "Creation of Mono-Velocity Neutral Atomic Beam"Precision Science and Technology for Perfect Surfaces. JSPE Pub.Ser.No.3. 630-635 (1999)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 大参宏昌, 安武潔, 清水正男, 垣内弘章, 竹内昭博, 芳井熊安, 森勇藏: "中性原子ビーム速度分光装置の開発"精密工学会誌. 66・12. 1938-1942 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yasutake, H.Ohmi, M.Shimizu, A.Takeuchi, H.Kakiuchi, K.Yoshii, Y.Mori: "Velocity spectrometer for a neutral atomic beam"Applied Physics B. 71・6. 787-793 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 大参宏昌, 安武潔, 清水正男, 垣内弘章, 竹内昭博, 芳井熊安, 森勇藏: "Li原子ビームのレーザーコリメーション"精密工学会誌. 67・3. 1938-1942 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 大参宏昌, 安武潔, 竹内昭博, 松井優貴, 垣内弘章, 芳井熊安, 森勇藏: "注入同期法による色素レーザーの増幅"精密工学会誌. 67・7. 1108-1113 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ohmi, K.Yasutake, Y.Matsui, A.Takeuchi, H.Kakiuchi, K.Yoshii, Y.Mori: "Dual mode amplification of dye laser by injection-seeding method"Proc. of the 4th Conference on Lasers and Electro-Optics/Pacific Rim, Makuhari Messe, 2001. II. 124-125 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ohmi, K.Yasutake, M.Shimizu, H.Kakiuchi, A.Takeuchi, K.Yoshii, Y.Mori: "Formation of Monochromatic Atomic Beam for Nanofabrication"Proc. of the COE Int. Symp. on Ultraprecision Science and Technology -Creation of Perfect Surface -, Osaka, 2001. 251-256 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ohmi,K.Yasutake,M.Shimizu,T.Yasukawa,A.Takeuchi,H.Kakiuchi,K.Yoshii and Y.Mori: "Creation of Mono-Velocity Neutral Atomic Beam"Precision Science and Technology for Perfect Surfaces. JSPE Pub.Ser.No.3. 630-635 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 大参宏昌,安武潔,清水正男,垣内弘章,竹内昭博,芳井熊安,森勇藏: "中性原子ビーム速度分光装置の開発"精密工学会誌. 66・12. 1938-1942 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yasutake,H.Ohmi,M.Shimizu,A.Takeuchi,H.Kakiuchi,K.Yoshii,Y.Mori: "Velocity spectrometer for a neutral atomic beam"Applied Physics B. 71・6. 787-793 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 大参宏昌,安武潔,清水正男,垣内弘章,竹内昭博,芳井熊安,森勇藏: "Li原子ビームのレーザーコリメーション"精密工学会誌. 67(accepted). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 大参宏昌,安武潔,松井優貴,竹内昭博,垣内弘章,芳井熊安,森勇藏: "注入同期法による色素レーザーの増幅"精密工学会誌. 67(accepted). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ohmi,K.Yasutake,Y.Matsui,A.Takeuchi,H.Kakiuchi,K.Yoshii,Y.Mori: "Dual mode amplification of dye laser by injection-seeding method"Proc.of the 4th Conference on Lasers and Electro-Optics/Pacific Rim, Makuhari Messe, 2001. (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H. Ohmi,K. Yasutake,M. Shimizu,T. Yasukawa,A. Takeuchi, H. Kakiuchi,K. Yoshii and Y. Mori: "Creation of Mono-Velocity Neutral Atomic Beam"Precision Science and Technology for Perfect Surfaces. JSPE Pub. Ser. No.3. 630-635 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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