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自由空間中に生成したクラスターのX線吸収分光測定装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 12554013
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 物理学一般
研究機関京都大学

研究代表者

八尾 誠  京都大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (70182293)

研究分担者 石井 真史  高輝度光科学センター, 放射光研究所, 研究員 (90281667)
永谷 清信  京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (30273436)
研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
13,800千円 (直接経費: 13,800千円)
2001年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2000年度: 11,500千円 (直接経費: 11,500千円)
キーワードクラスター / X線吸収分光 / 脱励起過程 / サイズ選別
研究概要

本研究では、希ガスのような凝集力の小さな物質を含む様々な元素のクラスターで、X線吸収分光を行うことができる装置の開発を行った。大排気速度を持つターボポンプを用いて真空排気を行うとともに、装置の形状を工夫することで、大強度のクラスタービームに必要な高い真空排気能力を有し、X線源である放射光施設の限られたスペースで実験が可能な装置を実現した。これに加えて、希ガスの様な、凝集力の小さい物質を含む様々な元素のクラスターの実験を行うため、液体窒素冷却と超音速ジェット法を用いたクラスター源を開発した。開発したクラスター作成装置と、クラスター源を用い、希ガスのアルゴンやクリプトンを試料に用いて性能試験を行った。一例として、温度90K、圧力1気圧の生成条件では、Ar_<20>までのクラスターの生成してを確認した。これによって装置が設計通りのクラスター作成能力を持つことが確認できた。
高輝度光科学センターのSPring8において、既存の小型の装置を用いて、X線の光学系とクラスター検出系を同期させて測定を行うための計測系の開発を行った。EXAFS-PEPICOシンクロナス測定によってEXAFS領域に及ぶ広いエネルギー範囲でクラスターのX線吸収とそれに伴う脱励起過程に関する情報が得られた。全イオン収量によって得られたX線吸収係数には明瞭なEXAFS振動が観測されており、これは硬X線領域でクラスターのEXAFS振動を観測したはじめての例である。さらに得られたセレンクラスター子イオンの部分イオン収量(PIY)スペクトルを用い、我々が提案しているクラスターのサイズ選別EXAFS法の検証を行った。得られたPIYスペクトルは、それぞれがEXAFS振動を持つとともに、親クラスターにおけるX線吸収後の脱励起過程の違いを反映し、価数によってその振動スペクトルに違いが見られた。予備実験で測定した質量スペクトルに基づき、クラスタービームがSe_2と、主に5量体から構成される"Se_5"からなるという簡単なモデルを用いて解析を行い、Se_2クラスター、"Se_5"クラスターそれぞれの構造パラメータを求めたところ、これまでの様々な状態のセレンで知られている構造パラメータと矛盾のない値が得られた。このことは我々の提案するクラスターの構造解析法が有効であることを支持していると考えられる。

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (23件)

  • [文献書誌] Kiyonobu.Nagaya et al.: "Photoelectron spectroscopy of small tellurium clusters"Journal Non-cryst. Solids.. (印刷中). (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Makoto Yao et al.: "A new method for the size-selective EXAFS of neutral free clusters"Journal of Synchrotron Radiation. 8. 542-544 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tetsuichiro Hayakawa et al.: "Photoelectron Photoion Coincidence Measurements of Selenium Cluster Beam II. Photon Energy Dependence"Journal of the Physical Society of Japan. 69. 2850-2858 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tetsuichiro Hayakawa et al.: "Photoelectron Photoion Coincidence Measurements of Selenium Cluster Beam I. Evidence for the Coulomb Expansion"Journal of the Physical Society of Japan. 69. 2039-2048 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Makoto Yao et al.: "Anomalous Sound Attenuation in Liquid Te5OSe5O Mixture under High Pressure :"J. Phys. Condensed Matter. 12. 7323-7339 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ayano Chiba, Makoto Yao et al.: "Quasielastic Neutron Scattering of Liquid Te5OSe5O in the Semiconductor-to-Metal Transition Range"Journal of the Physical Society of Japan. 71-2(印刷中). (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 八尾 誠: "新しいクラスターの科学 第8章"講談社(印刷中). (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kiyonobu. Nagaya et al.: "Photoelectron spectroscopy of small tellurium clusters"Journal Non-cryst. Solids. (in press). (2002)

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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] Makoto Yao et al.: "A new method for the size-selective EXAFS of natural free clusters"J. Synchrotron Rad. 8. 542-544 (2001)

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    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tetuichiro Hayakawa et al.: "Photoelectron Photoion Coincidence Measurements of Selenium Cluster Beam II. Poton Energy Dependence"J. Phys. Soc. Jpn. 69. 2850-2858 (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] Tetuichiro Hayakawa et al.: "Photoelectron Photoion Coincidence Measurements of Selenium Cluster Beam I. Evidence for the Coulomb Expansion"J. Phys. Soc. Jpn. 69. 2039-2048 (2000)

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    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Makoto Yao et al.: "Anomalous Sound Attenuation in Liquid Te50Se50 Mixture under High Pressure :"J. Phys. Condensed Matter. 12. 7323-7339 (2000)

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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] Ayano Chiba, Makoto Yao et al.: "Quasielastic Neutron Scattering of Liquid Te50Se50 in the Semiconductor-to-Metal Transition Range"J. Phys. Soc. Jpn. 71-2 (in press). (2002)

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    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kiyonobu, Nagaya et al.: "Photoelectron spectroscopy of small tellurium clusters"Journal Non-cryst. Solids.. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Makoto Yao et al.: "A new method for the size-selective EXAFS of neutral clusters"Journal of Synchrotron Radiation. 8. 542-544 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Tetsuichiro Hayakawa et al.: "Photoelectron Photoion Coincidence Measurements of Selenium Cluster Beam II. Photon Energy Dependence"Journal of the Physical Society of Japan. 69. 2850-2858 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Tetsuichiro Hayakawa et al.: "Photoelectron Photoion Coincidence Measurements of Selenium Cluster Beam I. Evidence for the Coulomb Expansion"Journal of the Physical Society of Japan. 69. 2039-2048 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Makoto Yao et al.: "Anomalous Sound Attenuation in Liquid Te50Se50 Mixture under High Pressure :"J. Phys. Condensed Matter. 12. 7323-7339 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Ayano Chiba, Makoto Yao et al.: "Quasielastic Neutron Scattering of Liquid Te50Se50 in the Semiconductor-to-Metal Transition Range,"Journal of the Physical Society of Japan. 71-2(印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 八尾 誠: "新しいクラスターの科学 第8章"講談社(印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Makoto Yao et.al.: "A new method for the size-selective EXAFS of neutral free clusters"Journal of Synchrotron Radiation. 8. 542-544 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Tetsuichiro Hayakawa et.al.: "Photoelectron Photoion Coincidence Measurements of Selenium Cluster Beam II.Photon Energy Dependence"Journal of the Physical Society of Japan. 69. 2850-2858 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Tetsuichiro Hayakawa et.al.: "Photoelectron Photoion Coincidence Measurements of Selenium Cluster Beam I.Evidence for the Coulomb Expansion"Journal of the Physical Society of Japan. 69. 2039-2048 (2000)

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      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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