| 研究課題/領域番号 |
10450059
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機械工作・生産工学
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
芳井 熊安 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30029152)
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| 研究分担者 |
垣内 弘章 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10233660)
安武 潔 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80166503)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 2000
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| キーワード | 単色原子ビーム / 原子ビーム速度分光装置 / レーザー冷却 / 高磁気勾配磁気回路 / ナノ構造 / アトムリソグラフィー / 原子光学 / 原子干渉計 |
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| 研究概要 |
原子干渉計における干渉縞のビジビリティーの向上、レーザー光の干渉縞に沿って原子を配列するアトムリソグラフィーにおけるナノ構造パターンの高精細化などには、単色原子ビームを用いることが決定的に有効である。しかしこれまで、電荷をもたない中性原子のエネルギー分光あるいは速度分光は、荷電粒子のそれに比べて極めて困難であった。本研究では、磁場勾配と原子の磁気モーメントの相互作用を利用して、中性原子ビームの進行方向の速度を分光する装置(原子ビーム速度分光装置)を始めて開発した。
・Li原子の基底状態の分布数制御を光ポンピングによって行った。飽和強度2.53mW/cm^2のレーザー強度の照射により、80パーセント以上の^7Li原子を2^2S_<1/2>(F=2)へ分布させることが可能であることを示した。
・800℃の坩堝から発生したLi原子ビームを偏向配置された磁気回路に入射させると、13m/sの横方向速度を与えることを明らかにした。
・磁気回路通過後のLi原子ビームの位置分散から得られる速度分布は、レーザードップラーシフト量から求められる速度分布と良く一致し、開発した速度分光器の正常動作を確認した。
・本方法は、半値幅として、実用的なビーム強度を保つ条件で0.1%以上の高分解能が得られ、ほぼ全ての原子に適用でき、小型であるなどのメリットを有する。
・本方法は、レーザー冷却法を主原理として用いないため、得られる分解能は、原子の自然幅による不確定性には左右されない。分解能は、本質的な不確定性である原子の位置と運動量の関係によって決定される。
・本研究で開発した速度分光法とレーザー冷却法による縦速度成分の圧縮を併用することによって、より高密度、低分散値を持つ単色原子ビームの生成が可能である。
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