飛行時間差法を用いた低エネルギー電子衝撃による分子の非弾性散乱閾値の精密分光

使用飞行时间法低能电子轰击分子非弹性散射阈值的精确光谱

基本信息

批准号：
18740248
负责人：
星野正光
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Sophia University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、低エネルギー電子散乱実験で広く普及している従来の静電型エネルギー選別器を用いた手法とは異なる手法で非弾性散乱閾値の精密分光実験を行う目的で装置開発を行ってきた。これは、従来行われてきたクロスビーム法と飛行時間差法を組み合わせた手法(飛行時間差型分光器と呼ぶ)である。低エネルギー電子ビームのパスル化と散乱電子の検出時間までの飛行時間差の関数として散乱電子を検出することにより、電子の工ネルギー損失スペクトルに対応した飛行時間差スペクトルを測定する。今年度は、昨年度製作した装置で測定準備を行ってきた。まず、動作テストして最も単純な2原子分子であるN_2を標的として用い、弾性散乱と電子励起を区別した飛行時間スペクトルを入射エネルギー約30eV、散乱角度90度で測定した。パルス間隔200 nsec、パルス幅5 nsecの条件で測定することにより弾性散乱と電子励起による非弾性散乱した散乱電子の検出に成功し、動作を確認することが出来た。本実験装置の開発状況は、平成19年度イギリスのレディングで開催された電子・分子・スウォームの国際会議において発表された。さらに、今後飛行時間差による閾値周辺の極めて低エネルギー領域の散乱電子の微分断面積と比較・規格化するために、本申請と同時並行で電子励起過程の測定を従来から用いてきた静電半球型エネルギー選別器により行ってきた(研究発表1-4)。この実験結果では、閾値より比較的高いエネルギー領域における電子励起過程の断面積を測定していることから本申請の飛行時間差法と相補的な関係があり、広範囲の電子励起過程の断面積測定に必要不可欠である。今回、本申請において実験装置が完成したことから、今後入射エネルギーを閾値近傍まで下げた低エネルギー領域で断面積測定を行うことが可能となった。今後、電子励起過程について様々な分子に対して測定する予定である。なお、本装置の開発状況は投稿論文として準備中である。

在这项研究中，我们开发了一种用于对非弹性散射阈值进行精确光谱实验的装置，其方法不同于使用静电能量选择器的传统方法，该方法广泛应用于低能电子散射实验。这是一种结合了传统交叉光束法和飞行时间法的方法（称为飞行时间光谱仪）。通过检测散射电子作为低能电子束脉冲和散射电子检测时间之间的飞行时间差的函数，我们测量了与电子能量损失谱相对应的飞行时间差谱。今年，我们一直在准备使用去年制造的设备进行测量。首先，我们测试了操作，使用最简单的双原子分子 N_2 作为目标，在约 30 eV 的入射能量和散射角下测量了区分弹性散射和电子激发的飞行时间光谱90 度。通过以200ns的脉冲间隔、5ns的脉冲宽度进行测量，成功地检测到由于弹性散射和电子激发而发生非弹性散射的散射电子，并确认了其动作。 2007年在英国雷丁举行的国际电子、分子和群体会议上公布了该实验装置的开发状况。此外，为了比较和标准化散射电子在阈值周围极低能量区域由于飞行时间差而产生的微分截面，与本应用并行，我们将使用静电半球法来测量电子激发过程这是使用能量分离器完成的（研究演示 1-4）。由于该实验结果测量的是相对高于阈值的能量区域中电子激发过程的横截面积，因此与本申请提出的飞行时间方法具有互补关系，可以用于测量各种电子激发过程的横截面积是至关重要的。现在该应用中的实验设备已经完成，现在可以在入射能量已降低到接近阈值的低能量区域中进行横截面积测量。未来，我们计划测量各种分子的电子激发过程。该设备的开发状况目前正在准备作为提交的论文。