静電型イオンビームトラップによる精密分光の新展開：励起分子イオンの新奇蛍光の解明

使用静电离子束陷阱的精密光谱学的新进展：激发分子离子的新型荧光的阐明

• 批准号: 22H01194
• 负责人: 斉藤 学
• 金额: $ 8.49万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01194/
• 关键词: 再帰蛍光; イオンビームトラップ; レーザー励起; 分光計測

本年度の研究では、(i)トラップに蓄積したベンゼンカチオンからの再帰蛍光の測定と(ii)レーザー励起に用いる波長可変レーザーの照射系の設計・設置、を目指した。(i)に関しては、数10マイクロ秒の寿命を持つ蛍光を観測した。理論計算による自然蛍光の寿命は0.04マイクロ秒である。内部転換と逆内部転換の過程を経たうえで放出される再帰蛍光の寿命は自然蛍光の寿命より長いと考えられる。よって、測定されている蛍光は再帰蛍光である可能性が高い。一方、検出光子の収量が非常に少ないために、光子の波長分光測定は困難であった。そこで、より再帰蛍光の収量が高くなると予想されるアントラセンカチオンの測定に研究を進めた。アントラセンカチオンを生成するために、イオン源にアントラセンの蒸発炉を設置し、実験に必要な量のアントラセンカチオンを生成することに成功した。現状では、トラップに蓄積したアントラセンカチオンは放出する蛍光の観測に成功している。(ii)に関しては、波長可変レーザーを導入し、ミラー、レンズ、絞りからなるレーザー入射系を設置した。ただし、レーザーの迷光や反射光による高いバックグラウンドが光電子増倍管で検出されるため、ナフレンカチオンにレーザーを照射したテスト測定では、検出限界以上の再帰蛍光を観測することができなかった。バックグラウンドを低減するために、レーザー入射部の真空ダクト内とその内壁表面にアパーチャおよび黒体膜を取り付け、迷光や反射光を押さえる工夫を現在している。現状ではバックグラウンド計数を1/4まで低減している。

今年的研究旨在（i）测量在陷阱中积累的苯阳离子的递归荧光，以及（ii）设计和建立一个用于激光激发的可调激光器的辐照系统。关于（i），观察到具有几十微秒的寿命的荧光。根据理论计算，天然荧光的寿命为0.04微秒。据信，经过内部和反向内部转化后​​释放的递归荧光的寿命比自然荧光的寿命更长。因此，测得的荧光可能是递归荧光。另一方面，光子的波长光谱很困难，因为检测到的光子的产量很小。因此，我们开始研究蒽阳离子的测量，预计会产生更高的递归荧光。为了产生蒽阳离子，在离子源安装了蒽蒸发剂，并成功产生了实验所需的蒽阳离子量。目前，已经成功观察到了陷阱中积累的蒽阳离子的荧光。关于（ii），引入了可调激光器，并安装了由镜子，镜头和光圈组成的激光入射系统。但是，由于光电层管检测到由杂散光引起的高背景和激光的反射光，因此在测试测量中无法观察到高于检测极限的递归荧光，其中用激光照射Nafrene阳离子。为了减少背景，目前正在将光圈和黑色身体膜应用于激光入射部分的真空管和其内壁的表面，以抑制流浪的光和反射光。目前，背景计数已减少到1/4。