シンクロトロン放射光を使ったテラヘルツ顕微分光法の開発

使用同步辐射的太赫兹显微光谱学的发展

基本信息

批准号：
14654055
负责人：
木村真一
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Okazaki National Research Institutes
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14654055/
关键词：
テラヘルツ顕微分光シンクロトロン放射光

项目摘要

本研究は,新奇の固体物質中のキャリアダイナミクスや物性の起源であるフェルミ準位近傍の電子状態を調べる方法として,テラヘルツ領域の顕微分光法の開発を行った。その際,通常実験室で使われている光源では輝度が低いために,顕微分光は不可能である。そこで本研究では,光源に分子科学研究所・極端紫外光実験施設のシンクロトロン放射光(UVSOR)を用いたことが特徴である。実際には,UVSORに設置されている赤外ビームラインに反射型赤外顕微鏡を取り付け,テラヘルツ領域での光強度分布と空間分解能を調べた。その結果,200cm^<-1>以上の波数領域で強度が観測され,空間分解能は70μm程度であることがわかった。また通常実験室で用いられている黒体光源(グローバー灯)との比較を行ったところ,測定された200〜600cm^<-1>の領域で,放射光のほうが約200倍程度強いことがわかた。この結果は,光源の輝度を反映しており,テラヘルツ領域で放射光の優位性が確認できた。つまり放射光は,通常言われているx線や真空紫外領域ばかりでなく,テラヘルツ領域でも顕微分光など高輝度性が必要な場合には有効であることがわかった。本研究を行うことによって,テラヘルツ顕微鏡という新しい測定手法の可能性が引き出せたと考えられる。また,回折効果によって200cm^<-1>以下の強度が抑制されていることなどが確認できた。この問題は,実際に放射光源の性能に合わせたテラヘルツ顕微鏡を開発していく上で重要な情報であり,今後の開発の指針が得られた。

这项研究开发了Terahertz区域的微光谱法作为研究Fermi水平附近的电子状态的方法，Fermi水平是新型实心材料中载体动力学和物理性质的起源。在这种情况下，由于通常在实验室中使用的光源的亮度低，因此无法进行微观光谱。因此，这项研究的特征是使用分子科学研究所的Extremulviolet Light实验设施作为光源的同步加速器辐射（UVSOR）。实际上，安装在UVSOR中的红外光束线上安装了反射红外显微镜，以研究Terahertz地区的光强度分布和空间分辨率。结果表明，在200cm^<-1>以上的波数区域中观察到强度，空间分辨率约为70μm。此外，当与通常在实验室中使用的黑色体光源（Glover灯）进行比较时，发现同步加速器的光在200-600cm^<-1>的测得面积中强约200倍。该结果反映了光源的亮度，并且可以在Terahertz区域确认同步辐射的优势。换句话说，已经发现，同步辐射不仅在通常的X射线和真空紫外线区域，而且在需要高亮度时在Terahertz区域（例如显微镜光谱）也有效。这项研究似乎提出了一种称为Terahertz显微镜的新测量技术的可能性。此外，已经证实衍射效应抑制了低于200cm^<-1>的强度。此问题是开发实际上是针对同步加速器辐射源的性能量身定制的Terahertz显微镜的重要信息，并为将来的开发提供了指南。