| 研究課題/領域番号 |
20K05337
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| 研究機関 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
植田 寛和 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 任期付研究員 (20705248)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 水素分子 / 表面 |
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| 研究実績の概要 |
核スピンと回転状態の変化を伴う水素分子のオルトーパラ（o-p）転換を通して，固体表面での回転エネルギー移動を理解することを目的としている．昨年度に引き続きパラジウム(210)表面上でのH2 o-p転換を調べた．分子線－光脱離－共鳴多光子イオン化法を組み合わせたo-p転換時間測定手法を用いて，表面温度40-60 Kの間でo-p転換時間測定を行った．実験の結果，表面温度の増加とともにo-p転換が速くなり，表面温度によって転換が加速されることを見出した．60 Kよりも高い温度領域では，転換がさらに速く進行するとともに，表面熱平衡状態のo-p比が入射H2のo-p比とより近いため，時間変化を追跡することが困難であった．
また，高純度パラ水素ガスを作成し，パラ水素分子線を生成し同様の実験に行った．水素吸着に伴い，表面のオルト水素の存在度が増加し，パラ水素の存在度が減少するパラ‐オルト逆転換が観測され，その時間変化から逆転換時間を決定した．表面温度60 Kでは，o-p転換およびp-o逆転換時間の両方を測定することに成功し，その比較から転換と逆転換では確率が異なることを明らかになった．
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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
化学吸着水素を対象とすることで，従来の物理吸着系に比べて広い温度領域でのo-p転換の表面温度依存性を調べることができた．また，ガス準備に時間を要したが，高純度パラ水素ガスを用いた転換実験を行うことでパラ‐オルト逆転換時間を測定することに成功したため．
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| 今後の研究の推進方策 |
得られた表面温度依存性の結果から，フォノンや電子系など回転エネルギー移動先について検討し理解を目指す．
また，核スピン状態の変化とともに，化学吸着水素の回転状態分布についても理解も深めていきたいと考えている．
さらに，Pdと異なる表面での対照実験についても検討していく．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナウイルス感染症の感染拡大の影響を受けて，出張を取りやめたことから次年度使用額が生じた．
次年度使用額は令和4年度分経費と合わせて，令和4年度に実施する実験に必要な物品の購入に係る経費として使用する．
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