| 研究概要 |
本研究では実験及び数値実験を実施することにより気体-表面相互作用の詳細を明らかにすることを目的とした.速度と方向の揃った分子線を用いて散乱形態を測定する分子線散乱実験と平均化された統計量としての経験的なパラメータであるエネルギー適応係数を結び付けることによって,相互作用の詳細を明らかにする.
まず,光学的非接触測定法である共鳴多光子イオン化(REMPI)法を用いて分子線の内部状態を明らかにすることを試みた.REMPI法はレーザー光により気体分子をイオン化する手法であり,高感度かつ回転エネルギー分布を取得できることが特徴である.窒素分子線の信号取得に成功したものの,十分な精度の信号が得られなかったため,真空度のさらなる改善を検討した.真空ポンプの追加,レーザー光の光学系の改良,イオン信号検出装置の改良,及び分子線形成のための条件の再検討について実施した.
また,エネルギー適応係数に関して,金属細線を低圧力下で通電加熱することにより気体分子へのエネルギー移動量を測定するLow-Pressure法を用いて,白金表面に対するアルゴンのエネルギー適応係数の取得が行える実験系を構築した.さらにシリコンに対しても同様の手法による測定可能性を検討するために,実験系の構築を行った.
分子線散乱実験による詳細条件とエネルギー適応係数取得実験における平均化された統計量の関係を明らかにするため,分子動力学法を用いて大規模数値解析を実施した.その結果,詳細条件の結果と平均化された統計量の関係性について,個々のパラメータに対する関係性を明らかにした.
また,固体表面に塗布することで圧力を測定可能な感圧塗料を対象として,気体-表面相互作用についての解析も実施した.感圧塗料は固体表面へ向かう数流束を計測しているとする仮説に関して,様々な面から検証を行った.
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