実用表面材料開発研究のための高効率な全反射高速陽電子回折実験システムの開発

开发用于实用表面材料开发研究的高效全内反射快速正电子衍射实验系统

• 批准号: 21H03745
• 负责人: 和田 健
• 金额: $ 10.57万
• 依托单位: High Energy Accelerator Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03745/
• 关键词: 陽電子; 低速陽電子ビーム; 陽電子回折; 表面

様々な材料開発が盛んに行なわれている表面材料研究において、表面原子配列を明らかにする構造解析は重要である。陽電子回折実験は、いくつかの表面の構造解析で実績を上げてきたが、十分な陽電子ビーム強度を得るのが困難で測定に時間がかかるため、効率的な表面材料開発研究のための短時間測定の実現が望まれている。この問題を解決するために、装置直前まで磁場輸送されてくる陽電子ビームを、回折実験用に非磁場領域に高効率に取り出すシステムのシミュレーションと設計・製作を完了し，動作試験を開始した。これまでは，陽電子ビーム輸送用の磁場コイルからの磁場を、ビームラインを通すための穴を中心にあけた鉄板で遮蔽し，陽電子を下流側の非磁場領域に取り出していた。この方式だと，中心の穴で鉄板に向かってゆるやかに曲線を描く磁力線にそって陽電子の軌道は曲げられ，その多くがビーム輸送用真空パイプの壁面に衝突して失なわれてしまう。本年度は，この鉄板にかえて，真空パイプ中に磁性体薄膜を等間隔で並べてそれらを磁性体のフランジに固定したシステムの開発と動作試験を行なった。このシステムは、磁力線を局所領域で曲げてビームラインの上流側に戻すことで、方向が変化する磁場との相互作用時間を短くし、磁場による陽電子の軌道変化をおさえるものである。また，ビームのパルス幅がそのくり返し周期に対して4桁も短い（パルス中で高密度となりすぎている）ため，高効率化によって検出器が飽和してしまわないよう，パルスをいったん電磁場でトラップしてから、TRHEPD実験用に15 keVで徐々に下流側に供給することで、このパルス幅を4桁伸長して平滑化するシステムの開発に着手した。本年度は試験用の新しい電極とチャンバーの設計と製作を行なった。

The development of materials is important for the study of surface materials and the analysis of surface atomic arrangements. The results of surface structure analysis of positron retroflexion have been improved, and the results of surface material development research have been expected to be measured in short time. This problem has been solved, the device has been installed, the magnetic field transmission has been completed, and the magnetic field transmission has been completed. The magnetic field for the transport of positrons is located in the center of the iron plate, and the non-magnetic field on the downstream side of the positrons is located in the center of the iron plate. This method is divided into two parts, the center of the hole is the iron plate direction, the curve is the magnetic field line, the positron orbit is curved, and the multi-layer vacuum is used for transportation. This year, the magnetic thin films in the vacuum medium are equally spaced and the magnetic materials are fixed. The interaction time between the magnetic field and the positive electron is short, and the magnetic field changes the orbit of the positive electron. In addition, TRHEPD uses a 15 keV downstream-side supply to smooth out the electromagnetic field. This year's trial use of new electrode design and production

项目成果

TRHEPD 法による銅基板上の大面積ホウ素原子シート、ボロフェンの構造解明

使用 TRHEPD 方法阐明硼烯（铜基板上的大面积硼原子片）的结构

• 发表时间: 2022
• 作者: 辻川 夕貴;Xiaoni Zhang;堀尾 眞史;望月 出海;和田 健;兵頭 俊夫;近藤 剛弘;松田 巌
• 通讯作者: 松田 巌

KEK物構研低速陽電子実験施設の加速器ベース低速陽電子ビーム生成ユニットの更新

更新 KEK 材料科学研究所慢正电子实验设施中基于加速器的慢正电子束发生装置

• 发表时间: 2021
• 作者: 和田健;望月出海;兵頭俊夫;永井康介;岩瀬広;峠暢一
• 通讯作者: 峠暢一

共同利用実験のためのLEPD 実験ステーションの整備状況

共享实验LEPD实验站维护现状

• 发表时间: 2021
• 作者: 和田健,Rezwan Ahmed;望月出海;白澤徹郎;水野清義;兵頭俊夫
• 通讯作者: 兵頭俊夫

二次元ホウ化銅の構造研究

二维硼化铜的结构研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 辻川夕貴;X. Zhang;堀尾眞史;松田巌;望月出海;和田健;兵頭俊夫;近藤 剛弘
• 通讯作者: 近藤 剛弘

低速陽電子実験施設の試料準備チェンバー整備

慢正电子实验装置制样室的制备

• 发表时间: 2021
• 作者: 望月出海;和田健;アハメッドレズワン;兵頭俊夫
• 通讯作者: 兵頭俊夫