電子衝突によるスピン禁制遷移の前方散乱微分断面積における異常性の研究

电子碰撞导致的自旋禁跃跃迁前向散射微分截面异常研究

• 批准号: 02640295
• 负责人: 鈴木 洋
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Sophia University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02640295/
• 关键词: 電子衝突; スピン禁制遷移; 散乱断面積; 原子分子; 原子過程

研究目的:電子衝突による原子分子の励起過程のうちで、一重項→三重項遷移のようなスピン禁制遷移は、ふつう電子の衝突エネルギ-が低く散乱角が大きい場合に起こりやすいと考えられている。事実、Heの1^1S→2^3P遷移の場合には励起微分断面積は比較的低エネルギ-でかつ大きな散乱角で極大値を示すことが知られている。しかしながら、Heの1^1S→2^3S遷移の場合には、比較的高い衝突エネルギ-で小さな散乱角で励起微分断面積が異常に大きい値を示すことが1973年頃 Lassettreのグル-プによって指摘されていた。本研究の目的は、ふつう因難とされている0ﾟ近辺の微小角での測定を良い精度で行ない、この型の遷移につき正しい微分断面積を決定するとともに、2^3S遷移のように、一重項→三重項遷移のうちで始状態と終状態の軌道角運動量の変化を伴わない場合に特有の励起微分断面積の振る舞いの一般的特徴を明らかにすることである。研究成果:上記の目的を達成するため、現有の電子エネルギ-損失スペクトル装置を改造して、比較的高い分解能(約1ﾟFWHM)で測定が出来るようにし、さらに散乱角度の較正を正確に(誤差約0.2ﾟ以内)行ない0ﾟを含む微小角での測定を行なった。Heー1^1S→2^3S遷移に対する実験結果は次の通りである。1.衝突エネルギ-100、200、および500eVにおいて、散乱角0ﾟー15ﾟの範囲で微分断面積を測定した。例えば、エネルギ-500eVでは、散乱角4ﾟから0ﾟまでの間に、断面積は約3桁増大し、0.075aCC0^2/srという値に達する。2.散乱角0ﾟにおける断面積をエネルギ-100ー800eVの範囲で測定した。200ー800eVでの断面積はLassettreらの値より約1桁大きい。この食い違いは、電子スペクトルのS/N比、角度分解能および角度の信頼度の違いに依るものと説明される。今後は、N_2のX^1Σ_g^+→E^3Σ_g^+など分子における同様の遷移につき研究を進める予定である。

研究目的：在电子碰撞引起的原子和分子的激发过程中，当电子碰撞能量低、散射角大时，更容易发生单重态→三重态跃迁等自旋禁禁跃迁。事实上，我们知道，在He的1^1S→2^3P跃迁的情况下，激发微分截面在相对较低的能量和较大的散射角处表现出最大值。然而，1973年左右，Lassettre小组指出，在He的1^1S→2^3S跃迁的情况下，激发微分截面在相对较高的碰撞能量和较小的散射角下表现出异常大的值。到过。本研究的目的是在 0° 附近的小角度（通常被认为是问题的原因）进行高精度测量，并确定此类过渡的正确微分截面，以及确定正确的微分截面。本研究的目的是阐明单重态→三重态跃迁所特有的激发微分截面行为的一般特征，其中轨道角动量没有变化。初始状态和最终状态。研究成果：为实现上述目标，对现有的电子能量损失谱仪进行了改造，使其能够以较高的分辨率（约1°FWHM）进行测量，并能够精确地校准散射角（（误差在约0.2°以内），并且测量是在微小角度（包括 0°）下进行的。 He-1^1S→2^3S跃迁的实验结果如下。 1.在0°至15°的散射角范围内，在-100、200和500eV的碰撞能量下测量微分截面。例如，在-500eV的能量下，从4°到0°的散射角，横截面增加了大约三个数量级，达到0.075aCC0^2/sr的值。 2.在-100至800eV的能量范围内测量0°散射角的横截面积。 200-800 eV 处的横截面大约比 Lassettre 等人的值大一个数量级。这种差异可以通过电子光谱的信噪比、角度分辨率和角度可靠性的差异来解释。未来，我们计划研究分子中的类似转变，例如N_2的X^1Σ_g^+→E^3Σ_g^+。

项目成果

Y.Sakai,T.Y.Suzuki,T.Takayanagi,K.Wakiya,H.Suzuki,S.Ohtani,and H.Takuma: "Anomalous behavior in differential cross section for 2^3S excitation in helium at minute scattering angles for fast electron collsions" Phys.Rev.A. 43. 1656-1659 (1991)

Y.Sakai、T.Y.Suzuki、T.Takayanagi、K.Wakiya、H.Suzuki、S.Ohtani 和 H.Takuma：“快速电子碰撞的微小散射角下氦气中 2^3S 激发的微分截面行为

Y.Sakai,T.Y.Suzuki,N.Hirose,T.Mori,T.Takayanagi,K.Wakiya,H.Suzuki.S.Ohtani,and H.Takuma: "Differential cross section for 1^1Sー2^1S,2^3S transitons in He at small scattering angles for high impact energies" Phys.Rev.A. (1991)

Y.Sakai,T.Y.Suzuki,N.Hirose,T.Mori,T.Takayanagi,K.Wakiya,H.Suzuki.S.Ohtani,and H.Takuma：“1^1S－2^1S,2 的微分截面^He 中的 3S 跃迁以小散射角实现高冲击能量”Phys.Rev.A. (1991)