2003 年度実績報告書

水溶液中ペタワットレーザー場によるX線発生の機構

研究課題

研究課題/領域番号	14077202
研究機関	東北大学
研究代表者	畑中耕治東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (90312545)
研究分担者	福村裕史東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50208980)
キーワード	パルスX線 / フェムト秒レーザー / 水溶液 / 偏光依存性 / X線発光スペクトル / X線吸収微細構造 / 銅フォイル / 硫酸銅水溶液
研究概要	本研究は,水や塩化セシウムなどの電解質水溶液試料表面に、フェムト秒レーザーパルスを集光照射することにより得られるパルスX線の発生機構を明らかにすることを主たる目的とする.本年度は,励起レーザーの照射条件(入射角や偏光)に対するX線発光強度の依存性を明らかにし,イオン化により生成する伝導電子のエネルギー吸収過程について考察した.また得られた白色パルスX線を光源とするX線吸収微細構造測定を試みた. 励起レーザーの偏光をpもしくはs偏光とし、X線の発光強度のレーザー入射角依存性に関する実験を行った.s偏光で励起した場合、入射角の増加に伴いX線発光強度は単調に減少した.一方、p偏光で励起した場合、入射角が30°付近にX線発光強度のピークが観測された.高強度レーザー励起に伴い生成する伝導電子の密度は、液体表面で臨界密度に達し液体表面は過渡的に金属的になると推測される.こうした金属的界面をp偏光で励起した場合、いわゆる表面プラズモンを効率良く励起することが可能となる.こうした共鳴吸収にはレーザーの入射角に対して最適値が存在することが知られており、今回蒸留水を用いたX線発生においても共鳴吸収の効果が観測されたと考えられる. つづいて、得られた白色パルスX線を光源とするvon Hamos型X線回折計試作した.分光結晶には縦方向に彎曲したLiF(200)を用い、検出器には半導体検出器を用いた.一点につき10分の積算時間で測定したところ、銅フォイルおよび硫酸銅水溶液のX線吸収端微細構造を明瞭に測定することに成功した.銅の酸化数の違いに起因する吸収端のシフトも明瞭に観測されたことから、時間分解X線吸収微細構造測定用のパルス光源としての可能性を見いだした.

研究成果
(6件)

すべてその他

すべて文献書誌 (6件)

[文献書誌] K.Hatanaka, T.Miura, H.Fukumura: "White X-ray pulse emission of alkali halide aqueous solutions irradiated by focused femtosecond laser pulses : A spectroscopic study on electron temperatures as function of laser intensity, solute concentration, and solute atomic number"Chemical Physics. (印刷中). (2004)
[文献書誌] H.Ujii, M.Yoshidome, J.Hobley, K.Hatanaka, H.Fukumura: "Structural variations in self-assembled monolayers of 1-pyrenehexadecanoic acid and 4,4'-bipyridyl on graphite at the liquid-solid interface"Phys.Chem.Chem.Phys.. 5. 4231-4235 (2003)
[文献書誌] E.G.Villora, K.Hatanaka, H.Odaka, T.Sugawara, T.Miura, H.Fukumura, T.Fukuda: "Luminescence of undoped beta-Ga2O3 single crystals excited by picosecond X-ray and sub-picosecond UV pulses"Solid State Commun.. 127. 385-388 (2003)
[文献書誌] 畑中耕治, 三浦聡文, 尾高英穂, 小野博司, 福村裕史: "フェムト秒レーザーを用いた各種パルスX線発生法と時間分解X線分析への応用の可能性"分析化学. 52・6. 373-381 (2003)
[文献書誌] A.Takamizawa, S.Kajimoto, J.Hobley, K.Hatanaka, K.Ohta, H.Fukumura: "Explosive boiling of water after pulsed IR laser heating"Phys.Chem.Chem.Phys.. 5. 888-895 (2003)
[文献書誌] 畑中耕治, 福村裕史: "フェムト秒レーザーパルスを集光照射した電解質水溶液ジェットからのパルスX線発生"放射線化学. 75. 41-45 (2003)

2003 年度 実績報告書

水溶液中ペタワットレーザー場によるX線発生の機構

研究代表者

畑中 耕治 東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (90312545)

研究成果

[文献書誌] H.Ujii, M.Yoshidome, J.Hobley, K.Hatanaka, H.Fukumura: "Structural variations in self-assembled monolayers of 1-pyrenehexadecanoic acid and 4,4'-bipyridyl on graphite at the liquid-solid interface"Phys.Chem.Chem.Phys.. 5. 4231-4235 (2003)

[文献書誌] E.G.Villora, K.Hatanaka, H.Odaka, T.Sugawara, T.Miura, H.Fukumura, T.Fukuda: "Luminescence of undoped beta-Ga2O3 single crystals excited by picosecond X-ray and sub-picosecond UV pulses"Solid State Commun.. 127. 385-388 (2003)

[文献書誌] 畑中耕治, 三浦聡文, 尾高英穂, 小野博司, 福村裕史: "フェムト秒レーザーを用いた各種パルスX線発生法と時間分解X線分析への応用の可能性"分析化学. 52・6. 373-381 (2003)

[文献書誌] A.Takamizawa, S.Kajimoto, J.Hobley, K.Hatanaka, K.Ohta, H.Fukumura: "Explosive boiling of water after pulsed IR laser heating"Phys.Chem.Chem.Phys.. 5. 888-895 (2003)

[文献書誌] 畑中耕治, 福村裕史: "フェムト秒レーザーパルスを集光照射した電解質水溶液ジェットからのパルスX線発生"放射線化学. 75. 41-45 (2003)

2003 年度実績報告書

畑中耕治東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (90312545)