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スピン偏極気体原子が起こす表面過程の包括的理解

研究課題

研究課題/領域番号 17H02933
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 原子・分子・量子エレクトロニクス
研究機関東京農工大学

研究代表者

畠山 温  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70345073)

研究分担者 臼井 博明  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60176667)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)
2019年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2017年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
キーワードスピン偏極 / 表面 / アルカリ金属原子 / パラフィン / 原子表面散乱 / スピン緩和 / 表面吸着時間 / 原子・分子物理 / 量子エレクトロニクス / 表面・界面物性 / 原子・分子
研究成果の概要

本研究では,スピン偏極したアルカリ金属原子と,その表面衝突時に起こるスピン緩和を抑制するパラフィン膜の相互作用の包括的な理解を目指し,多様な実験的研究を行なった。特筆すべき結果としては,これまで行われてきていなかったパラフィン表面での原子ビーム散乱実験によって,原子のスピン緩和,熱化,滞在時間,脱出速度分布の情報を統一的に得ることに成功したことである。これらは,スピン偏極したアルカリ金属原子とパラフィン膜相互作用の理解のための基礎として極めて有益である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

気体原子のスピンは,原子時計や原子磁力計などの精密計測や,量子コンピュータや量子メモリなどの量子情報処理において重要な役割を果たす。その原子スピンの状態を保持するために用いられる気体容器表面コーティングであるスピン緩和防止膜(特にパラフィン膜)と原子の相互作用については,これまで推測の域を超えなかったり不明だったりしたことが多い。本研究では,膜表面での原子の振る舞いを多様な観点から実験的に明らかにすることができた。上述のような応用のさらなる発展に貢献できる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] TRIUMF/University of Winnipeg(カナダ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] 山西大学(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Analysis of background gas in an alkali‐metal vapor cell coated with paraffin2019

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Hatakeyama, Takahiro Kuroda, Naota Sekiguchi, Kiyoshi Ishikawa
    • 雑誌名

      Applied Physics B

      巻: 125 号: 7

    • DOI

      10.1007/s00340-019-7243-7

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scattering of an alkali-metal atomic beam on anti-spin-relaxation coatings2018

    • 著者名/発表者名
      Sekiguchi Naota、Hatakeyama Atsushi、Okuma Kazane、Usui Hiroaki
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 98 号: 4 ページ: 042709-042709

    • DOI

      10.1103/physreva.98.042709

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] アルカリ金属酸化物からの光誘起原子脱離2020

    • 著者名/発表者名
      畠山温, 渡島紗瑛
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Light-induced atom desorption from alkali-metal oxides2019

    • 著者名/発表者名
      A. Hatakeyama and S. Watashima
    • 学会等名
      International Conference on Laser Spectroscopy 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Scattering and spin manipulation of alkali atoms on solid surfaces coated with paraffin2019

    • 著者名/発表者名
      N. Sekiguchi, K. Okuma, N. Matsuzaka, H. Usui, and A. Hatakeyama
    • 学会等名
      The 11th International Workshop on Fundamental Physics Using Atoms
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] パラフィンをコーティングした固体表面でのアルカリ原子の散乱とスピン緩和2019

    • 著者名/発表者名
      関口直太、大熊風音、松坂騎弘、臼井博明、畠山温
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] スピン緩和防止コーティングにおけるアルカリ金属原子の電子状態2019

    • 著者名/発表者名
      藤井崇暉、畠山温
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] スピン緩和防止コーティング表面で散乱されたアルカリ原子の角度分布と速度分布2018

    • 著者名/発表者名
      関口直太
    • 学会等名
      第7回 超精密周波数計測とその比較技術による回路技術調査専門委員会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アルカリ金属蒸気セルのスピン緩和防止コーティング2017

    • 著者名/発表者名
      畠山温
    • 学会等名
      第13回超精密周波数計測とその比較技術による回路技術調査専門委員会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Scattering behavior and spin relaxation of alkali atoms on an anti-spin-relaxation-coated surface2017

    • 著者名/発表者名
      N. Sekiguchi and A. Hatakeyama
    • 学会等名
      International Conference on Laser Spectroscopy (ICOLS) 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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