2015 Fiscal Year Annual Research Report
表面水素の分極・荷電状態
Publicly Offered Research
| Project Area | Frontier of Materials, Life and Elementary Particle Science Explored by Ultra Slow Muon Microscope |
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| Project/Area Number |
26108705
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
福谷 克之 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (10228900)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 表面 / 水素 / 電子状態 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ミュオンは質量が水素の1/9の粒子で，物質中で水素の同位体としてふるまう．本学術領域で開発される超低速ミュオンを利用し，入射ミュオンのエネルギーを変化させることにより，プローブする深さを表面からサブサーフェス領域で制御し，それぞれの深さでの水素の電子状態を解析するのが本研究の目的である．本年度は，これまでに確立したアモルファス氷作製法を利用して，軽水および重水の蒸気を30Kに冷却した基板に蒸着することで，J-Parcのビームラインでアモルファス氷試料を作製した．作製中の試料をカメラで観測し，さらにμSRの非対称度をその場測定した．非対称度が約50%のところで飽和する様子が見られ，十分な厚さの試料が作成できたと判断した．この50%の減衰は試料中でのミュオニウム形成によるものと考えられる．作製したこの試料について，20Gおよび2Gの横磁場μSR，ゼロ磁場μSR測定を行った．20G横磁場では，ミュオンの歳差運動に伴う振動が見られた．一方２Gでの横磁場μSR測定では，重水試料ではミュオニウムの回転に伴う振動が観測されるのに対して，軽水試料では同様の振動は観測されなかった．またゼロ磁場μSRでは，測定初期に急激な指数関数様の信号の減衰が観測された．これらのことから，入射ミュオンの1/2は試料中の電子とのスピン交換により緩和し，さらに反磁性ミュオンは隣接する陽子および重陽子による双極子磁場により緩和しているものと考えられる．さらに，同様の方法で作成した氷試料について，赤外吸収分光による評価を行った．測定条件ではアモルファス氷特有のスペクトルが得られことがわかった．これに対して不純物の水素が混入すると，3量体から6量体の氷クラスターが形成することがわかった．
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(5 results)
