グラファイト表面へ物理吸着した原子・分子の光刺戟脱離に関する研究

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本研究はグラファイト基板上に物理吸着した原子・分子の光刺戟脱離を観測し,励起光のエネルギーを変化させた時のシグナル強度,脱離する粒子のエネルギー変化等から,この物理吸着系における光刺戟脱離の機構を調べると共に,そのことからグラファイト上への物理吸着の機構に関する知見を得ようとするものである。この実験のための真空装置を設計し,交付金によって製作した。この装置では試料の加熱と〜-100℃までの冷却を行なうことができ,また試料表面への原子・分子の吸着量は,オージェ電子分光装置でその場でモニターすることが可能である。また脱離種は,四重極質量分析装置を用いて飛行時間スペクトルとして観測し,そのエネルギー等を調べる。装置の製作は当研究所の付属工場で行なったが,試料の冷却機構部分の製作に時間がかかり,今年になりようやく出来上がった。それを用いた予備実験として窒素レーザー励起色素レーザー(波長570〜490nm)励起によるグラファイト表面からのN_2O,CO_2の脱離を観測することを試みた。可視光をグラファイト上に照射した場合はπバンドの励起だけが選択的に起こるため,それに基づく脱離過程が観測される可能性がある。しかしながら吸着種の脱離は可視レーザー励起ではほとんど観測することができなかった。これはレーザーの強度が小さいためと考えられ,今後測定感度を上げる必要がある。この問題が解決されれば,可視光励起と紫外光励起の場合の比較からグラファイト上からの光脱離の機構に関して有用な知見が得られるものと期待される。このために今後はシグナルのため込み等を行なうことによって微弱シグナルが観測できるようにシステムを改善していく予定である。