| 研究課題/領域番号 |
22K12670
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分80040:量子ビーム科学関連
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| 研究機関 | 電気通信大学 |
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研究代表者 |
山北 佳宏 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (30272008)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | ペニング電子分光 / 分子配向 / 低温分子 / トラジェクトリ計算 / アミノ酸 / 準安定励起原子 / 電子分光 / 化学反応動力学 / クラスター / ナノカーボン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
交差分子線を用いた磁気ボトル効果を用いた高感度ペニング電子分光装置と、質量選別クラスターの光解離画像観測装置を開発する。高感度ペニング電子分光装置では、生体分子・機能分子・中性クラスターの実験を行う。電子分光と量子化学計算で分子構造の安定性について厳密な議論ができることを示し、中性クラスターの研究では接触エネルギー移動からの新たなイオン化過程を観測する。一方、クラスターの質量分析・光反応実験を独立に進めながら、正負クラスターイオンの電子分光へと統合させる。本研究で極限的感度を持つ電子分光法をさらに発展させ、極低温に冷却した励起原子ビームを用いた低温衝突実験を行うための展望を得ることを目指す。
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| 研究成果の概要 |
準安定励起原子A*と試料分子を交差分子線として導入する実験装置を開発し、主としてベンゼンおよびアルキルベンゼンについてペニング電子分光を行った。漏れ出し条件と分子線条件での衝突エネルギー依存性をトラジェクトリ計算で計算し、分子線中で分子の整列がフリスビーに近い分布となっていることが示された。ペニング電子分光の感度向上のためA*の生成効率を上げる新たな放電方法を考案し、電磁シミュレーションをもとにその試作機を製作した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
PIESは、原子分子の表面の電子分布を反映し、粒子間の衝突経路を反映した反応確率を示す特徴を有する。また、衝突イオン反応の経路を放出電子として観測できる唯一の手法といえるため学術的意義が高い。さらに、分子表面を観測できる点は、表面・薄膜の解析技術として有用であると考えられる。準安定励起原子のなかでも3重項原子He(23S)は、あらゆる原子の中で最軽量の多電子系であり、1時間以上の特異的に長い寿命を持つため、原子波を利用した微細表面加工や、ボースアインシュタイン凝縮などの基礎物理学研究に役立つと考えられる。本研究の放電方法（特許申請中）は、われわれの世界最高性能の記録を更新することが期待される。
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