| 研究概要 |
気体-固体界面における分子・原子の挙動を分子線散乱実験及び量子分子動力学数値計算により解析することを目的として研究を行った.
まず,超高真空下で行われる分子線散乱実験において,計測データの解析プログラムを改良し,直接散乱過程及び吸着脱離過程の二成分で分離できると仮定し,それぞれの強度及びエネルギを求めることが可能となった.また,ヘリウムの空間的散乱分布測定を行い,直接散乱過程による鏡面反射であることが確認され,装置の検証及び表面正常性の確認が行えた.表面試料に対してはX線光電子分光法により表面の吸着分子を測定し,清浄表面が得られていることを確認した.また,二原子分子気体である窒素の散乱分布の計測も行い,ヘリウムでシードすることにより流速が上がることの効果や表面温度の影響,入射角による影響を解析した.シードすることにより常温でも大きなエネルギの分子線を得ることができることを確認した.
数値計算に関しては,まず,量子分子動力学法の手法を確立するために,古典的分子動力学法やその結果を量子化する手法などと比較検討を行った.その結果,統計量に対しては既存の実験結果及び計算結果と定量的,定性的に良い一致を示し,計算負荷とあわせて考えると,他の手法に対し非常に有効であることが分かった.更に,気体-固体界面における分子・原子の挙動を解析するために,固体分子を古典的に取り扱う二原子分子の量子分子動力学法の手法を確立した.
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