新しい最表面分析法-中性化高速ポジトロニウム分光は可能か？

新的顶面分析方法 - 中和高速正电子能谱是否可能？

• 批准号: 21H03748
• 负责人: 前川 雅樹
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: National Institutes for Quantum Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03748/
• 关键词: 中性化高速ポジトロニウム; スピン偏極陽電子ビーム; 最表面電子; スピン偏極電子バンド状態; スピントロニクス; 高速中性化ポジトロニウム; スピン偏極低速陽電子ビーム; スピン偏極電子バンド構造; エネルギー・角度分解測定; ディレイライン型二次元検出器; スピントロニクス材料評価; スピン偏極; 陽電子ビーム; 中性化高速ポジトロニウム分光

本研究では、物質最表面に存在する電子だけを選択的に捉え、そのスピン状態をバンドごとに分解できる新しい物性評価手法「中性化高速ポジトロニウム分光装置」の開発に挑み、中性化高速ポジトロニウム形成理論の実験的検証を試みる。陽電子を100 eV程度のエネルギーで金属表面に照射すると、表面原子との弾性散乱時に表面電子を引き連れ、入射陽電子と同程度のエネルギーを持つ中性化高速ポジトロニウムが生成すると考えられており、分光利用できれば高い表面敏感性を持つ解析手法が実現できると期待されるが、高速ポジトロニウムのエネルギーに対応した有効な検出手法は存在しなかった。本研究では、研究代表らが有している陽電子回折実験用二次元位置敏感型検出器技術の感度特性が高速ポジトロニウム検出に適することを利用し、課題解決を試みるものである。まず二次元位置敏感型検出器の設置方法の詳細検討を実施した。ポジトロニウムの散乱測定には前方散乱と後方散乱の2種類がある。後方散乱測定は試料に正対して穴あき検出器を設置し、陽電子ビームを貫通孔より入射させるものである。この場合、得られる散乱イメージは軸対称となり解析が容易であるが、散乱角0度付近の波数成分（バンド図のΓ点に対応する）が入射孔から抜けるという問題がある。一方、前方散乱では試料の先に検出器を設置するため、得られるイメージが扇形に変形してしまうが、波数成分の抜けはなく、また散乱断面積も大きく検出が容易と予想される。本研究では強度の弱いスピン偏極陽電子ビームを利用するため、より散乱強度の高い前方散乱型が適すると判断した。2021～2022年度にかけて検出器の選定と必要部品の調達を行った。また2022年度には検出器試験のためのテスト陽電子ビーム装置の組み立てを行った。2023年度には検出器の組み立て、動作確認を予定している。

在这项研究中，我们将尝试开发一种称为“中和“中和高速光谱设备”的新物理性能评估方法”，该方法仅选择性地捕获了材料表面上存在的电子并按乐队分解旋转状态，我们将尝试在实验上验证中和中和中和中和中和中和中和中和的高速假设理论。人们认为，当正气子被辐照到金属表面约为100 eV时，当弹性散布在表面原子上时，表面电子将被带来，并且具有相当于事件正电子的中和高速阳性的中和高速阳性，如果可以使用光谱，则具有高表面敏感性的分析方法，但可以对敏感性进行高度的效果，但可以进行高度的检测方法。在这项研究中，我们将尝试通过利用适用于高速正电子检测的正电子衍射实验使用的二维位置敏感探测器技术的灵敏度特征来解决问题。首先，我们对二维位置敏感探测器的安装方法进行了详细检查。正电子散射测量有两种类型：正向散射和反向散射。反向散射测量涉及放置面向样品的探测器，并导致正电子束穿过贯穿孔。在这种情况下，获得的散射图像是轴对称性的，易于分析，但是存在一个问题，即在0度的散射角处从入射孔中除去波数组件（对应于带图中的γ点）。另一方面，在向前散射中，将检测器放置在样品的顶部，因此所获得的图像被转化为扇形，但是没有波数组件的损失，并且散射横截面区域较大，并且预计检测很容易。在这项研究中，我们确定具有较高散射强度的正向散射类型是合适的，因为它使用了具有弱强度的自旋偏置正电子束。选择探测器，并从2021财年至2022财年购买必要的零件。此外，在2022年，安装了测试正电子束设备进行检测器测试。我们计划在2023财年组装和检查检测器的运行。

项目成果

高効率ポジトロニウム飛行時間測定装置の開発

高效正电子飞行时间测量装置的研制

• 发表时间: 2022
• 作者: 前川 雅樹; 宮下 敦巳; 河裾 厚男
• 通讯作者: 河裾 厚男

スピン偏極ポジトロニウム飛行時間測定装置の高効率化

提高自旋极化正电子素飞行时间测量设备的效率

• 发表时间: 2023
• 作者: 前川 雅樹; 宮下 敦巳; 河裾 厚男
• 通讯作者: 河裾 厚男

スピン偏極ポジトロニウム放出エネルギー分光測定による磁性体最表スピン評価

使用自旋极化正电子发射能谱评估磁性材料的最顶层自旋

• 发表时间: 2021
• 作者: 前川雅樹;宮下敦巳;河裾厚男
• 通讯作者: 河裾厚男

Evaluation of energy-resolved spin polarization of surface electrons by spin- polarized positronium time-of-flight method

通过自旋极化正电子素飞行时间法评估表面电子的能量分辨自旋极化

• 发表时间: 2021
• 作者: M. Maekawa;A. Maiyashita;A. Kawasuso
• 通讯作者: A. Kawasuso

Spin-polarized positron beam:Application to spintronics

自旋偏振正电子束：在自旋电子学中的应用

• 发表时间: 2021
• 作者: 山口敬太;Thanh-Hung Dinh;神田孝治・森本 泉・山本理佳編著（藤巻正己・遠藤英樹・吉田道代・堀田祐三子・鈴木涼太郎・高岡文章・須永和博・薬師寺浩之）;亀川徹;和田健;Atsuo Kawasuso
• 通讯作者: Atsuo Kawasuso