コヒーレント遷移放射によるミリ波固体分光

使用相干跃迁辐射的毫米波固态光谱

基本信息

批准号：
09740242
负责人：
高橋俊晴
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は電子ライナックを用いて発生させるミリ波コヒーレント放射を、固体分光の新たな光源として利用して、低エネルギー固体分光研究における新たな計測法の確立を目的とする。今年度は、昨年度構築したミリ波コヒーレント放射専用分光システムを使って、亜酸化窒素(N_2O)ガスの純回転吸収スペクトル、及び塩化ナトリウム(NaCl)結晶中に含まれる水酸イオン(OH^-)のオフセンター励起吸収スペクトルの分光測定を行った。まず、N_2Oガスはビームトランスポートパイプの中に2.0×10^4Paの圧力で封入した。ガス中を光が通る距離は9.3mである。吸収スペクトルは波長0.5mmから10mmの範囲で測定し、基底状態の量子数でJ=2からJ=20までの吸収が観測された。吸収スペクトルの波長から計算した回転定数はB=0.41948±0.00048cm-1であり、過去に発振器を用いて測定されたデータB=0.4190106±0.00000012と比べて精度が悪いものとなっている。これは、マルチバンチ電子ビームであることからくるスペクトル分解能の制限によるものであり、電子ライナックのシングルバンチ運転が可能になれば改善できる。また、吸収スペクトルはミリ波の全領域に及ぶ広範囲にわたって測定され、吸収強度の変化を調べることができた。これは広い波長スペクトルを持つコヒーレント放射光の利点である。強度変化はボルツマン分布に従うと予想できるが、観測された強度変化はそれよりも急なものであった。次に、NaCl中の不純物OH^-のオフセンター励起吸収スペクトルを測定した。サンプルは断面が10×10mm、厚さが5.6mm、濃度が0.5mol%のものを用意した。これをライトパイプ仕様のクライオスタットにセットし、液体ヘリウムにより4.2Kから1.4Kまでの温度変化を測定した。しかし、観測されたスペクトルからはエネルギー準位を決定することができず、濃度を変えたサンプルでの測定が必要である。

本研究旨在利用电子直线加速器产生的毫米波相干辐射作为固体光谱的新光源，建立一种用于低能固体光谱研究的新测量方法。今年，我们将利用去年建成的毫米波相干辐射光谱系统，对氯化钠（NaCl）晶体中所含的一氧化二氮（N_2O）气体和氢氧根离子（OH^-）的纯旋转吸收光谱进行了光谱分析。的偏心激发吸收光谱的测量。首先，在束流传输管内封入N_2O气体，压力为2.0×10^4Pa。光穿过气体的距离为 9.3 m。在0.5mm～10mm的波长范围内测定吸收光谱，在J=2～J=20的基态量子数中观察到吸收。根据吸收光谱的波长计算出的旋转常数为B=0.41948±0.00048cm-1，其精度低于过去使用振荡器测量的数据B=0.4190106±0.00000012。这是由于多束电子束对光谱分辨率的限制，如果电子直线加速器的单束操作成为可能，则可以改善这一点。此外，在覆盖整个毫米波范围的大范围内测量吸收光谱，使得可以研究吸收强度的变化。这是具有宽波长谱的相干同步加速器辐射的优点。尽管强度变化预计遵循玻尔兹曼分布，但观察到的强度变化更加突然。接下来，我们测量了 NaCl 中杂质 OH^- 的偏心激发吸收光谱。制备横截面为10×10mm、厚度为5.6mm、浓度为0.5mol%的样品。将其设置在光管型低温恒温器中，使用液氦测量从4.2K到1.4K的温度变化。然而，不可能从观察到的光谱确定能量水平，并且有必要测量不同浓度的样品。