核反応を用いた,結晶表面に吸着された水素の挙動の研究

利用核反应研究氢在晶体表面吸附的行为

• 批准号: 61212003
• 负责人: 小林 紘一
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Special Project Research
• 财政年份: 1986
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1986 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-61212003/
• 关键词: 水素の定量; 核反応【^1H】(【^(15)N】,αγ)【^(12)C】; 結晶表面; H; W(001); 水素の吸着脱離過程

タングステン(001)結晶表面に吸着している水素【^1H】、即ちH/W(001)の付着濃度を求めるため、6.385MeVに共鳴エネルギーを持つ(共鳴エネルギー幅は1.8keV)、【^1H】(【^(15)N】,αγ)【^(12)C】核反応を用い、その定量的測定を行った。本年度配分された科学研究費はイオン電流の増加と安定化の目的で、主にイオン源の整備を行った。先ずこの方法により検出可能な水素の付着濃度の最小限界を求めた。50mm径×50mm【Bi_4】【Ge_3】【O_(12)】(BGO)検出器を使用し、平均的な【^(15)N】イオン電流値15nP.Aの場合における検出限界の値は51分の1原子層、即ち4×【10^(13)】H/【cm^2】になった。この時の検出効率は約1.7%であった。次に【^(15)N】イオンの衝撃突により励起されるH原子の脱離過程において、その断面積を求めた。H原子を被覆率【θ_(rel)】=0.53から【θ_(re1)】=0.3に吸着量が減少する過程の脱離断面積は、2.4×【10^(-16)】【cm^2】であった。【θ_(rel)】≦0.3における脱離断面積の値は1.8×【10^(-16)】【cm^2】であった。これはらビームの強度分布を考慮した解析から得られた結果である。これはH原子の付着確率を求める際、水素の吸着速度を知る上で必要となる量である。次に結晶表面の温度が50℃以下の状態で、W(001)に対する水素の付着確率sを求めた。【H_2】ガスの導入圧力が4.5×【10^(-9)】Torrと、4.5×【10^(-9)】Torrで測定を行った結果、両圧力で良い一致が得られた。0≦【θ_(rel)】≦0.56の被覆率の範囲で、s(【θ_(rel)】)=0.69(1-1.6【θ_(rel)】)と結論出来る。更に、【^1H】(【^(15)N】,αγ)【^(12)C】核反応の共鳴エネルギー幅の測定の結果、9.3keVを得た。この値は現在までに報告されている測定値の中で最も狭い値である。これより、ビームの入射方向である、結晶表面に垂直な方向のH原子の振動モードにおける零点エネルギーが得られた。結果は80±16meVであった。これより、核反応法を用いることで、H原子の付着濃度の測定のみならず、格子振動モードの知見が同時に得られる見通しを示すことが出来た。

The adsorption concentration of [^1H], i.e., H/W(001), on the crystal surface was determined by resonance at 6.385MeV (resonance amplitude 1.8keV),[^1H]([^15)N],αγ),[^12)C] and quantitative determination. This year's allocation of scientific research funds is to increase the current and stability of the target, the main source of development. This method is used to detect the minimum limit of the possible concentration of water element. 50mm diameter ×50mm [Bi_4][Ge_3][O_(12)](BGO) detector is used, the average current value is 15nP.A, and the detection limit value is 51 minutes and 1 atomic layer, i.e., 4× [10^(13)] H/[cm^2]. The percentage of the time spent on the survey was approximately 1.7%. Next, the impact of [^(15)N] atom is excited and the separation process of H atom is determined. H atom coverage ratio [θ_(rel)]=0.53 [θ_(re1)]=0.3 adsorption amount [θ_(rel)] ≤ 0.3 The intensity distribution of this paper is considered. The rate of absorption of H atoms is necessary to determine the amount of H atoms absorbed. The crystal surface temperature below 50℃, W(001) for the water element to pay the accuracy of s. [H_2]: The introduction pressure is 4.5× [10^(-9)] Torr, 4.5× [10^(-9)] Torr. 0 ≤ [θ_(rel)] ≤ 0.56, s([θ_(rel)])=0.69(1-1.6 [θ_(rel)]) and conclusion. Furthermore,[^1H]([^(15)N],αγ)[^(12)C] resonance amplitude measurement results, 9.3keV was obtained. This value is reported in the middle of the test. For example, the incident direction of the crystal, the vibration of the H atom in the vertical direction of the crystal surface, and the zero point of the crystal surface are obtained. The result is 80±16meV. In this paper, the author introduces the method of nuclear reaction, which is used to determine the concentration of H atoms, and the method of lattice vibration, which is used to determine the concentration of H atoms.

项目成果

岩田康嗣,小牧研一郎,大塚昭夫,小林紘一,L.E.Vilalta,藤本文範,山下博,加瀬晃,村田好正: 日本物理学会 1986年秋の分科会 講演予稿集. No2. 422 (1986)

Yasutsugu Iwata、Kenichiro Komaki、Akio Otsuka、Koichi Kobayashi、L.E. Vilalta、Fuminori Fujimoto、Hiroshi Yamashita、Akira Kase、Yoshimasa Murata：日本物理学会 1986 年秋季小组委员会会议记录，第 2. 422 期（1986 年）。

岩田康嗣,小林紘一,小牧研一郎,大塚昭夫,藤本文範,L.E.Vilalta,山下博,村田好正: 日本物理学会 1986年秋の分科会 講演予稿集. No4. 30 (1986)

Yasushi Iwata、Koichi Kobayashi、Kenichiro Komaki、Akio Otsuka、Fuminori Fujimoto、L.E. Vilalta、Hiroshi Yamashita、Yoshimasa Murata：日本物理学会 1986 年秋季小组委员会会议记录，第 4. 30 期（1986 年）。

岩田康嗣,藤本文範,小牧研一郎,大塚昭夫,小林紘一,村田好正,山下博,L.E.Vilalta: 日本物理学会 第42回年会 講演予稿集. (1987)

Yasushi Iwata、Fuminori Fujimoto、Kenichiro Komaki、Akio Otsuka、Koichi Kobayashi、Yoshimasas Murata、Hiroshi Yamashita、L.E.Vilalta：日本物理学会第 42 届年会论文集（1987 年）。