| 研究課題/領域番号 |
10354003
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
中西 彊 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (40022735)
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| 研究分担者 |
堀中 博道 大阪府立大学, 工学部, 教授 (60137239)
吉岡 正和 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 教授 (50107463)
小早川 久 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50022611)
馬場 澄夫 NEC基礎研究所, 研究部長
坂 貴 大同工業大学, 工学部, 教授
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 2000
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| キーワード | スピン / 偏極度 / 偏極電子ビーム源 / 超格子半導体 / レーザー光 / フォトカソード / マルチバンチビーム / リニアコライダー |
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| 研究概要 |
現在、KEKを中心に準備研究が進行中の電子・陽電子リニアコライダーで使用しうる偏極電子ビーム(1ナノ秒に2×10^<10>個の電子を詰めたバンチを2.8ナノ秒間隔で約100個連ねたマルチバンチビーム)を生成する研究を主に名古屋大学において推進し、以下のような成果を挙げた。
(A)サブナノ秒マルチバンチ偏極電子ビームの生成に成功
GaAsから偏極電子を真空中へ放出させるのに不可欠である負の電子親和性表面にはこの領域に伝導電子が蓄積するとband bendingが減ってしまう光電圧効果が存在する。我々は超格子構造半導体を用いるとこの効果が大幅に緩和されることに着目し、具体的にGaAs-GaAsPならびにInGaAs-AlGaAs超格子フォトカソードを用いて2.8ナノ秒間隔の均等なダブルバンチ(0.6×10^<10>個)が生成できることを世界で最初に実証した。これにより当初の目標であったサブナノ秒マルチバンチビームを生成する課題は完全に達成された。
(B)高電界偏極電子銃の開発を進めるのに成功
今後の課題である低エミッタンス(【less than or equal】10πmm・mrad)のビーム生成には従来より高電界の偏極電子銃の開発が不可欠である。我々はSLACの120kVを遥かに凌駕する200kV電子銃の作製に取り組み、これをほぼ完成することができた。すなわち、電界放出暗電流を1nA以下に抑制する条件を満たしつつ200kVの印加を達成し、原子状水素によりGaAs表面を清浄化する技術開発にも成功して高い量子効率を得ることができた。さらに画期的な試みであるRF-laser gunから偏極電子ビームを生成するため、「二光子励起偏極電子源」のアイデアを提唱した。すでに二光子励起によっても90%の偏極度が得られることを確認できた。
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