インビーム・メスバウア分光による希ガス固体中の鉄原子のジャンプ過程

“インビーム・メスバウア分光法"では、クーロン励起された短寿命のメスバウア励起核^<57>Feを、反跳エネルギーを利用して固体アルゴン等の希ガス固体中に注入し,その直後から数百ナノ秒のメスバウアスペクトルを測定する。本研究では、このための新しい装置を理化学研究所加速器施設・E7ビームラインに開発・設置し、従来の手法では不可能であった、希ガス固定中における孤立した^<57>Fe原子の電子状態とそのジャンプ過程を研究することを目指した。本年度に実施した研究開発および実験結果を以下にまとめる。(1)ファーストタイミング計測システムのノイズレベルを下げるために蒸着薄膜を利用した新しいパラレル・プレート・アバランチ・カウンター(PPAC)の開発を試みた。2元同時蒸着によりFeAlとFeTiのB2型規則相を得ようとしたが、組成制御が困難でこれまでのところシングルラインのメスバウア・スペクトルは得られていない。現在もなお続行中である。(2)ステンレススチールを利用したPPACを改良し、S/Nが3倍以上向上した。ファーストタイミング計測システムの開発のために、400MHzオシロスコープを購入した。(3)^<56>Fe(d,p)^<57>Fe反応を利用したインビーム・メスバウア分光による、計測システムの最適化を行なった。(4)測定チャンバー中で実験に必要な20×30mm^2,厚さ0.5mmの結晶ArとXeの作製に成功した。(5)固体ArおよびXe中のFe原子のインビーム・メスバウア・スペクトルの測定に初めて成功した。得られたスペクトルには従来観測されたものとは全く異なる成分が含まれており、今後、さらに詳細に温度変化等を測定することにより、希ガス固体中の孤立Fe原子の電子状態や振動状態に関する知見を得ることができるものと期待される。

“インビーム・メスバウア分光法"では、クーロン励起された短寿命のメスバウア励起核^<57>Feを、反跳エネルギーを利用して固体アルゴン等の希ガス固体中に注入し,その直後から数百ナノ秒のメスバウアスペクトルを測定する。本研究では、このための新しい装置を理化学研究所加速器施設・E7ビームラインに開発・設置し、従来の手法では不可能であった、希ガス固定中における孤立した^<57>Fe原子の電子状態とそのジャンプ過程を研究することを目指した。本年度に実施した研究開発および実験結果を以下にまとめる。(1)ファーストタイミング計測システムのノイズレベルを下げるために蒸着薄膜を利用した新しいパラレル・プレート・アバランチ・カウンター(PPAC)の開発を試みた。2元同時蒸着によりFeAlとFeTiのB2型規則相を得ようとしたが、組成制御が困難でこれまでのところシングルラインのメスバウア・スペクトルは得られていない。現在もなお続行中である。(2)ステンレススチールを利用したPPACを改良し、S/Nが3倍以上向上した。ファーストタイミング計測システムの開発のために、400MHzオシロスコープを購入した。(3)^<56>Fe(d,p)^<57>Fe反応を利用したインビーム・メスバウア分光による、計測システムの最適化を行なった。(4)測定チャンバー中で実験に必要な20×30mm^2,厚さ0.5mmの結晶ArとXeの作製に成功した。(5)固体ArおよびXe中のFe原子のインビーム・メスバウア・スペクトルの測定に初めて成功した。得られたスペクトルには従来観測されたものとは全く異なる成分が含まれており、今後、さらに詳細に温度変化等を測定することにより、希ガス固体中の孤立Fe原子の電子状態や振動状態に関する知見を得ることができるものと期待される。