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2019 年度 研究成果報告書

高速光電子分光による熱力学温度測定

研究課題

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研究課題/領域番号 16K05004
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 応用物理学一般
研究機関横浜市立大学

研究代表者

木下 郁雄  横浜市立大学, 理学部, 准教授 (60275021)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード熱力学温度 / 光電子分光 / フェルミ・ディラック分布 / 光電子温度計 / 光電子スペクトル / ブロードニング関数
研究成果の概要

固体内の電子のエネルギー分布はフェルミ・ディラック分布という統計力学における分布で支配されている。光電子分光測定による電子のエネルギー分布を測定し、フェルミ・ディラック分布関数をフィッティングすることで熱力学温度を計測する技術を光電子温度計と呼ぶ。本研究では、熱力学温度計測に特化した新規な電子エネルギー分析器の開発と光電子スペクトルから熱力学温度を決定する際に重要となるスペクトルのブロードニング関数の導出を行った。

自由記述の分野

表面電子物性

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の“光電子温度計”は、表面数原子層のみから放出される電子を検出するため、表面局在原子の温度センシング技術として、既存の温度センサでは困難とされる薄膜・ナノ表面での熱現象の解析を可能とする。また、目盛り校正の不要な絶対温度計測技術(一次温度計)となる。さらに、熱輻射を利用する赤外放射温度計が-30℃付近を実用上の測定下限としているのに対し、極低温域を含むより広範囲の非接触温度測定が可能である。そして、他の温度計測のように一つの測定値(電気抵抗値など)から温度値を決定するのではなく、スペクトルを構成する多数のデータ群から一つの温度値を決定するため、温度精度の向上に極めて優位である。

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公開日: 2021-02-19  

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