円筒形表面ウェイクポテンシャルによる分子軸配向制御ビームの生成に関する研究

• 研究課題/領域番号: 24651098
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 量子ビーム科学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 土田 秀次 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50304150)
• 研究分担者: 冨田 成夫 筑波大学, 大学院数理物理系, 准教授 (30375406) ; 斎藤 勇一 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門高崎量子応用研究所放射線高度利用施設部, 課長 (40360424)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 分子軸配向 / 表面ウェイク効果 / ナノキャピラリー / 高速分子・クラスターイオン / 絶縁体ナノキャピラリー / 帯電効果 / ビーム軌道偏向 / 分子配向 / 表面ウェイク / 高速分子イオン / キャピラリー / 高速イオンビーム

研究成果の概要

本研究では、高速分子イオンのナノキャピラリー透過による表面ウェイク効果を実験的に研究し、キャピラリー内壁表面との相互作用によって発生する電子分極効果による分子軸配向に関する情報を得ることを目的とした。加速器から得られた高い平行度を持つ高速HeH+イオンをナノキャピラリーに入射し、出射する粒子のエネルギーを高分解能に分析することで、表面ウェイク効果の発生を調べた。出射する粒子のうちH+イオンのエネルギー分布を詳細に調べると、表面ウェイクが発生した際に見られる特徴が現れた。この結果から、高速分子イオンがナノキャピラリーを透過する際に、表面ウェイクによる分子軸配向が起こるを見出すことができた。

研究成果

• [雑誌論文] Measurement of backward secondary-electron yield under molecular ion impact coincident with emerging projectiles (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Tomita, Y. Shiina, S. Tamura, R. Kinoshita, S. Ishii, K. Sasa
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 巻: 354 ページ: 109-111
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] In situ observation of damage evolution in polycarbonate under ion irradiation with positrons (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Tsuchida, H. Tsutsumi, M. Akiyoshi, T. Iwai
  • 雑誌名: The Japanese Journal of Applied Physics, Conference Proceedings 巻: 2 ページ: 0111031-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Charge-state distributions of fast diatomic carbon ions and dissociated fragments passing (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Yokoe, H. Tsuchida, K. Nishimura, R. Murakoshi, S. Mori,M. Naitoh, T. Majima and A. Itoh
  • 雑誌名: J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 巻: 46 号: 11 ページ: 115201-115201
  • DOI: 10.1088/0953-4075/46/11/115201
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transmission properties of C60 ions through micro- and nano-capillaries (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Tsuchida, T. Majima, S. Tomita, K. Sasa, K. Narumi, Y. Saitoh, A. Chiba, K. Yamada, K. Hirata, H. Shibata, A. Itoh
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 巻: 315 ページ: 336-340
  • 査読あり
• [雑誌論文] Properties of fast carbon cluster microbeams produced with a tapered capillary (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Tsuchida, S. Tomita, K. Nishimura, R. Murakoshi, M. Naitoh, K. Sasa, S. Ishii, A. Yogo, A. Itoh
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 巻: 293 ページ: 6-10
  • NAID: 120005243651
  • 査読あり
• [学会発表] 高速多原子分子イオンのナノキャピラリー透過特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 土田秀次、杉山元彦、上谷俊郎、間嶋拓也、今井誠、斎藤学、伊藤秋男
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] Wake effects on fast-molecular transmission through nanocapillaries (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Tsuchida, K. Nakajima, J. Yokoe, M. Sugiyama, T. Majima, S. Tomita, K. Sasa, Y. Saitoh, K. Narumi, A. Chiba, K. Yamada, S. Matoba, K. Hirata, H. Shibata, K. Kimura, A. Itoh
  • 学会等名: 26ｔｈ International Conference on Atomic Collisions in Soilds
  • 発表場所: Debrecen, Hungary
• [学会発表] 高速分子イオンのナノキャピラリー透過におけるウェイク効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 土田秀次、中嶋薫、横江潤也、杉山元彦、太田優史、間嶋拓也、柴田裕実、冨田成夫、笹公和、平田浩一、鳴海一雅、斎藤勇一、千葉敦也、山田圭介、的場史郎、木村健二、
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学常三島キャンパス
• [学会発表] 高速分子イオンのナノキャピラリー透過における偏向角度分布測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉山元彦、横江潤也、間嶋拓也、今井誠、土田秀次、伊藤秋男
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学常三島キャンパス
• [学会発表] 高速分子・クラスターイオンのキャピラリー透過特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 土田秀次
  • 学会等名: 第14回イオンビーム表面・界面解析 特別研究会
  • 発表場所: 神奈川大学横浜キャンパス
  • 招待講演
• [学会発表] 高速分子イオンビームのAl2O3ナノキャピラリー透過特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 横江潤也，杉山元彦，間嶋拓也，土田秀次，今井誠，柴田裕実，伊藤秋男
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
• [学会発表] キャピラリーから出射したクラスターおよび解離片の荷電分布測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 横江潤也、森翔、村越亮平、土田秀次、間嶋拓也、今井誠、柴田裕実、伊藤秋男
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
• [学会発表] Charge-state distributions of fast diatomic carbon ions passing through a single microcapillary (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Yokoe, S. Mori, R. Murakoshi, H. Tsuchida, T. Majima, M. Imai, H. Shibata, A. Itoh
  • 学会等名: 25th International Conference on Atomic Collisions in Solids
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] Production of C60 microbeams by single-microcapillary methods (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Tsuchida, T. Majima, S. Tomita, K. Sasa, K. Narumi, Y. Saitoh, A. Chiba, K. Yamada, K. Hirata, H. Shibata, A. Itoh
  • 学会等名: 25th International Conference on Atomic Collisions in Solids
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] Transmission of fast carbon cluster ions through an Al2O3 nano-capillary foil (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Tomita, H. Tsuchida, Y. Shiina, R. Kinoshita, J. Yokoe, K. Yamazaki, S. Ishii, K. Sasa
  • 学会等名: 25th International Conference on Atomic Collisions in Solids
  • 発表場所: Kyoto, Japan