| 研究課題/領域番号 |
18H01142
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
松田 和博 京都大学, 理学研究科, 准教授 (50362447)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 液体金属 / 非弾性散乱 / 電子状態 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、金属流体における新たな価電子状態、すなわち価電子集団の不安定化挙動に伴う空間ゆらぎの出現の検証を行い、電子ゆらぎの空間・時間スケールの実験的な決定を通じて、その価電子状態の解明を行うことを目的とする。具体的には、臨界点近傍における低密度化したアルカリ金属流体など、流体内分子形成挙動の強い非金属化近傍の金属状態や、融点近傍における非単純金属液体など、共有結合性を内包する特異な金属状態など、価電子不均質化挙動の強い金属状態を実験的に実現し、非弾性X線散乱による電子密度応答の精密観測を行う。実験手法として、非弾性 X 線散乱測定を用いる。散乱断面積の小さな非弾性散乱測定を行う上で、放射光の利用は必須であり、本課題ではSPring-8の放射光を利用した。
今年度は、非弾性X線散乱の高精度化に向けた検出器の開発と整備を行った。高温高圧の極端条件下で散乱断面積の小さな非弾性散乱測定を行う上で、放射光の利用は必須である。克服すべき最大の課題は、金属液体試料による強い吸収を減らしつつ、高い信号強度を得ることである。そのために高エネルギーの入射X線を利用することは、本課題を実施する上で非常に有効である。本課題では、電子励起観測の非弾性X線散乱測定では、これまで例のないエネルギーの高い20 keVの入射X線を用いる。今年度は主に検出器系を整備し、現行のラウエ配置の分光結晶により分光された散乱X線を効率的に検出するため、CdTe半導体アレイを組み込んだ大面積タイプの検出器を開発することができた。予備的な散乱測定を行ったところ、素子ごとの性能に若干ばらつきが見受けられるものの、低ノイズのスペクトルを取得することができている。今後さらに、改良を進める。一方、現有の圧力容器と専用試料セルを含む試料環境形成手法に関して、高精度散乱測定に向けた新たな技術的検討にも着手した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
今年度、非弾性散乱測定の信号ノイズ強度比を高めるため、CdTe素子を購入し、現有のCdTe検出器の素子数を増やすことで、検出器の大面積化を行うことができた。すなわち、検出器そのものの分解能を向上させるためCdTe半導体アレイ（７チャンネル）を組み込んだ検出器系の開発と整備を行い、予備的な検出器の性能評価まで行うことができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後、さらに予備的な非弾性X線散乱測定を継続していく。得られたスペクトルを検討し、さらにフィードバックをかけながら、素子の冷却効率向上や、熱処理などを行うことにより、高S/N比のスペクトルの取得を目指した検出器の改良や、さらなる技術開発を行う。一方で、液体金属試料のセル開発にも着手したところであり、それら要素技術を駆使しながら、課題の解決を行う。
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