レーザーアシステッド電子散乱を用いた超高速電子回折法の開発

利用激光辅助电子散射开发超快电子衍射方法

基本信息

批准号：
12J04164
负责人：
森本裕也
金额：
$ 1.73万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J04164/
关键词：
強光子場科学超高速化学電子散乱気電子回折気体電子回折

项目摘要

平成26年度は、「1.レーザーアシステッド電子散乱過程における小角散乱信号のシミュレーション」、および、「2.電子エネルギー分析器の製作」を実施した。1．レーザーアシステッド電子散乱過程における小角散乱信号のシミュレーション平成25年度に、1 keV電子パルス、高強度レーザーパルス、およびキセノン原子を用いて、レーザーアシステッド電子散乱過程の散乱角度分布を測定したところ、散乱角度0.5度以下の小角領域にピーク構造が観測された。平成26年度は、数値シミュレーションを実施し、実験結果との比較を行うことによって、観測されたピーク構造の原因を考察した。まず、レーザー場と原子の相互作用を無視したシミュレーションを行ったところ、小角領域にピーク構造は現れなかった。次に、レーザー場と原子の相互作用によって、キセノン原子内の電子密度分布が超高速で振動する効果を考慮したシミュレーションを行ったところ、実験結果を再現するピーク構造が現れた。この結果により、実験で観測されたピーク構造が、高強度レーザー場中でのキセノン原子内電子密度分布の超高速振動に由来していることが明らかになると共に、レーザーアシステッド電子散乱過程の小角散乱信号を測定することによって、原子内電子密度分布の超高速変化を観測可能であることが示された。2．電子エネルギー分析器の製作上記のシミュレーションと並行して、角度分解飛行時間型電子エネルギー分析器を2台製作した。一方は、散乱電子をこれまでの10倍程度の効率で観測することを可能とするもので、本分析器の使用により実験時間の大幅な短縮が期待される。他方は、10 eV程度の低速電子の観測を目的として設計したもので、高強度レーザーパルスの照射や電子衝突イオン化過程によって試料から放出された電子を、散乱電子の信号と同時に観測することを可能にする。

2014年度，我们进行了“1.激光辅助电子散射过程中的小角度散射信号的模拟”和“2.电子能量分析仪的制作”。 1.激光辅助电子散射过程中小角度散射信号的模拟2013年，我们使用1 keV电子脉冲、高强度激光脉冲和氙原子测量了激光辅助电子散射过程的散射角分布在0.5度以下的小角度区域观察到峰结构。 2014年度，我们通过数值模拟并与实验结果进行比较，调查了观察到的峰结构的原因。首先，当我们进行忽略激光场与原子之间相互作用的模拟时，小角度区域没有出现峰结构。接下来，他们进行了模拟，考虑了由于激光场与原子之间的相互作用而导致氙原子内电子密度分布的超高速振荡的影响，出现了再现实验结果的峰结构。这些结果揭示了实验中观察到的峰结构源自高强度激光场中氙原子中电子密度分布的超快振荡，也揭示了实验中观察到的峰结构源自电子的超快振荡。高强度激光场中氙原子的密度分布表明，通过测量散射信号可以观察到原子内电子密度分布的超快变化。 2.电子能量分析器的制造与上述模拟并行，制造了两个角度分辨飞行时间电子能量分析器。一方面，可以以比以前高约10倍的效率观察散射电子，并且使用该分析仪有望显着缩短实验时间。另一种类型是为了观察10 eV左右的慢速电子而设计的，使得可以同时观察通过高强度激光脉冲照射或电子碰撞电离过程从样品中发射出的电子的散射电子信号。