2004 Fiscal Year Annual Research Report

多価イオンによるアルカリ金属原子からの電子捕獲過程に現れる共鳴現象の理論的研究

Research Project

Project/Area Number	15540382
Research Institution	Niigata University
Principal Investigator	島倉紀之新潟大学, 理学部, 教授 (40111314)
Keywords	共鳴 / 電子捕獲 / 多価イオン / 量子論的緊密結合法 / 核波束
Research Abstract	1.(Be^<4+>,B^<3+>+Li,Na)衝突系に対し、大きな基底関数、改良した擬ポテンシャルを用いて電子状態、結合項の計算を行った。この中で(B^<3+>+Li,Na)衝突系が共鳴の観測に有望であることが判明したので、量子力学的緊密結合法により電荷移行断面積を求めた。断面積は100Å^2という大きな値になること、衝突エネルギーが〜60meVまで共鳴ピークが現れることがわかった。 2.入射イオンの電荷が大きいほどポテンシャルの井戸が深く,高い衝突エネルギーで共鳴が観測されると思っていたが、電荷が大きいと電子捕獲状態が高い励起状態になり、下にあるポテンシャル曲線によりポテンシャルの井戸が押し上げられ、浅くなってしまうことがわかった。 3.電荷が大きいと共鳴には不利なことがわかったので、(C^<2+>,C^<4+>,N^<3+>,N^<5+>+Li,Na,K)衝突系の中から(C^<2+>,N<3+>+Na)衝突系を選び、量子化学プログラムを用い、電子状態、結合項の計算を行った後、量子力学的緊密結合法を用いて断面積の計算を行った。始状態と擬交差する状態が数多く生じ、ポテンシャルの井戸が浅くなり、共鳴が現れるのが数meVのエネルギー領域であることがわかった。 4.これまでは入射イオンにより標的が分極されてできるポテンシャルの井戸に捕まる共鳴を考えてきた。そのような井戸に比べ、共有結合、イオン結合による井戸は、はるかに深い。そこで、H_2^+分子イオンのΣ_g,Σ_uの2つの状態を考え、これらが交差するようレーザー場をかけ、電子捕獲断面積を求めたところ、標的がアルカリ金属の場合に比べ10倍以上の衝突エネルギー(E>2 eV)で共鳴が観測されることがわかった。多チャンネル波束法、スペクトル法を用い、共鳴現象を可視化しメカニズムの解明を行った。