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2011 年度 実施状況報告書

自由電子レーザー利用実験に向けた金属・半導体クラスター源の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23600006
研究機関京都大学

研究代表者

永谷 清信  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (30273436)

研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2014-03-31
キーワード自由電子レーザー / クラスター
研究概要

23年度は、既存の希ガスクラスター装置を利用して、SCSS試験加速器を用いて電子分光やポンプ-プローブ計測の為の実験技術開発を行うと共に、金属クラスター作製装置の設計を進めた。SCSS試験加速器では、既存の希ガスクラスター装置を用いて、典型的な絶縁体である希ガスクラスターを試料として極紫外自由電子レーザーの照射効果の研究を進めた。典型的な絶縁体である希ガスクラスターでの結果は、本研究の目標である金属クラスターの結果を理解する上で良い参照系となる。実験技術開発として、電子スペクトル計測の際のバックグランド信号低減の為の改良を進め、強力なFELパルス照射下においても信頼性の高い電子スペクトルが得られる事を確認した。特に、巨大なキセノンクラスターの電子スペクトルについてFEL強度に依存性を詳細に調べ、FEL照射後のキセノンクラスターでの多段階の多光子吸収に伴う特徴的な電子スペクトルを確認すると共に、これまでに報告されていない、FEL照射に伴うクラスターからの光電子放出の異方性を示す結果を得た。さらに、イオン化ダイナミクスについて実時間計測を行うため、FELと赤外レーザーの波長の異なる二色のレーザーを用いたポンプ-プローブ実験の為の技術開発を進めた。キセノンクラスターを試料としてポンプ-プローブ実験により実時間計測を行い、FEL照射後数ピコ秒から数十ピコにわたる早い時間スケールでのクラスター解離ダイナミクスの情報を得ることに成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

試験加速器を用いた予備実験にでは、FEL利用技術の開発を進めると同時に、標準試料となる希ガスクラスターについてFEL照射効果に関する理解が進んだ。一方、クラスター源の開発については、製作にはいることが出来ておらず。現時点で、研究目的の達成に向けてやや遅滞が見られる。

今後の研究の推進方策

クラスター源については、今年度の設計を基にして製作を進める。FEL利用技術について、ポンプープローブ計測などの要素技術の開発を既存のクラスター源により進める。新規装置の試験を京都大学で進め、完成と同時にFEL実機による実験に供する。

次年度の研究費の使用計画

レーザー蒸発クラスター源のために、金属加工や光学素子を購入して、装置組み立てを進める。さらに、SCSS試験加速器などを用いた予備的実験によりFEL利用技術の高度化を図ってゆく。実験のために出張旅費を計上する。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Doubly resonant three-photon double ionization of Ar atoms induced by an EUV free-electron laser2011

    • 著者名/発表者名
      E. V. Gryzlova, K. Nagaya, 他22名
    • 雑誌名

      Phys Rev A

      巻: 84 ページ: 063405

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Second-order autocorrelation of XUV FEL pulses via time resolved two-photon single ionization of He2011

    • 著者名/発表者名
      R. Moshammer, M.Nagaya 他30名
    • 雑誌名

      OPTICS EXPRESS

      巻: 19 ページ: 21698-21706

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metallic-like droplets produced by irradiating rare-gas clusters with free electron laser pulses2011

    • 著者名/発表者名
      M.Yao , K Nagaya 他5名
    • 雑誌名

      Eur. Phys. J. Special Topics

      巻: 196 ページ: 175-180

    • 査読あり
  • [学会発表] ネオン・クラスターのEUV-FEL誘起イオン化のクロスオーバー2012

    • 著者名/発表者名
      八瀬哲志、八尾誠他20名
    • 学会等名
      第25回放射光学会年会・放射光化学合同シンポジウム
    • 発表場所
      佐賀県 鳥栖市民文化会館・中央公民館
    • 年月日
      2012年1月9日
  • [学会発表] Dynamics of multiple photoionization of rare-gas clusters caused by intense EUV-FEL pulses2011

    • 著者名/発表者名
      Kiyonobu Nagaya
    • 学会等名
      International workshop DyNano2011(招待講演)
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      3-7 Oct. 2011
  • [学会発表] EUV-FELによるクラスターの多重イオン化とダイナミクス2011

    • 著者名/発表者名
      永谷清信
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会(招待講演)
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011年 9月 24日

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公開日: 2013-07-10  

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