レーザーアブレーション超微粒子のレーザープラズマ軟X線分光

新しく開発したレーザープラズマ軟X線分光法を用いて、レーザーアブレーションでパルス的に生成されたシリコン(Si)及びグラファイト(C)の超微粒子の電子状態と形態を調べた。特に、軟X線が11nsのパルス幅を有することを利用して、レーザーアブレーション後、0〜120nsの時間に於て、11nsの時間分解能で軟X吸収スペクトルの時間変化を測定した。一パル入当りのX線ホトン数がアブレーション粒子の存在する領域で10^<11>個と極めて高いため、単発測定で吸収スペクトルが得られた。Siについては、100eV附近のL吸収端に、Cについては280eV附近のK吸収端に着目して研究を進め、以下に示すような新しい結果が得られた。1.3〜20J/cm^2のレーザーエネルギー密度で、生成されるSiの超微粒子としては、Si原子,Si^<n+>(n=1,2,3,4)イオン,Siクラスター及び液体Siドロプレットが観測された。2.これ等の生成割合はエネルギー密度と時間に著しく依存している。3.本実験で初めて、Si原子及びSi^<n+>(n=1,2,3,4)イオンのL_<II,III>吸収端が実験で求められた。4.Siクラスターはエネルギー密度が大きく、時間遅れが大きい程、即ち、120nsで最も多量に発生していることが判明した。5.Cについてもレーザーエネルギー密度依存性があり、且つ、グラファイトのK吸収端によりエネルギーの低い所に新しい吸収ピーク(281eV)を見出した。6.Si,C共にターゲット表面から軟X線ビームのプローブ点を変化させ、空間分解測定が可能であることを示した。今後は、Heガスをパルス的に吹きつけ、クラスター化を促進させて、実験を進め、超微粒子の生成機構を明らかにする予定である。

新しく開発したレーザープラズマ軟X線分光法を用いて、レーザーアブレーションでパルス的に生成されたシリコン(Si)及びグラファイト(C)の超微粒子の電子状態と形態を調べた。特に、軟X線が11nsのパルス幅を有することを利用して、レーザーアブレーション後、0〜120nsの時間に於て、11nsの時間分解能で軟X吸収スペクトルの時間変化を測定した。一パル入当りのX線ホトン数がアブレーション粒子の存在する領域で10^<11>個と極めて高いため、単発測定で吸収スペクトルが得られた。Siについては、100eV附近のL吸収端に、Cについては280eV附近のK吸収端に着目して研究を進め、以下に示すような新しい結果が得られた。1.3〜20J/cm^2のレーザーエネルギー密度で、生成されるSiの超微粒子としては、Si原子,Si^<n+>(n=1,2,3,4)イオン,Siクラスター及び液体Siドロプレットが観測された。2.これ等の生成割合はエネルギー密度と時間に著しく依存している。3.本実験で初めて、Si原子及びSi^<n+>(n=1,2,3,4)イオンのL_<II,III>吸収端が実験で求められた。4.Siクラスターはエネルギー密度が大きく、時間遅れが大きい程、即ち、120nsで最も多量に発生していることが判明した。5.Cについてもレーザーエネルギー密度依存性があり、且つ、グラファイトのK吸収端によりエネルギーの低い所に新しい吸収ピーク(281eV)を見出した。6.Si,C共にターゲット表面から軟X線ビームのプローブ点を変化させ、空間分解測定が可能であることを示した。今後は、Heガスをパルス的に吹きつけ、クラスター化を促進させて、実験を進め、超微粒子の生成機構を明らかにする予定である。