反跳インプランテーションによる化合物合成の機構の研究

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核反応反跳インプランテーション法による化合物合成の反応機構につい て、その反跳エネルギー依存性について検討を行った。原理的には、反跳原子を生じ させる反跳源を0.01〜0.1μmの薄膜状とし、その厚みを種々に変化させるこ とにより、飛び出してくる反跳原子の運動エネルギー分布をコントロールすることに よって行われる。非常に薄い膜から放出される反跳原子の運動エネルギーは、その厚 みが増加するにつれて、反跳源内での衝突によるエネルギー損失が増すため、低エネ ルギー側に移動する。すなわち、本薄膜法では、初期核反応反跳エネルギーから、充 分厚みの大きくなった時に得られる反跳エネルギー分布までがコントロール可能であ るという特色をもっている。これは、反跳原子が反跳源薄膜から飛び出す割合 (反跳 収率) を実験的に求め、理論的に予想されるそれと比較することにより評価可能であ る。この実験を、50Cr (n,γ) 51Cr反応、52Cr (γ,n) 51Cr反 応、51V (p,n) 51Cr反応に対して行い、数百eVから数百keVまでの広 い範囲について反跳原子のエネルギー分布を変化させることが可能であることがわか った。この様子は、種々膜厚における反跳収率の変化や、飛び出す反跳原子の絶対量 変化にも系統的に現れ本薄膜法の妥当性が確認された。さらに、本法をトリス (アセ チルアセトナト) 鉄 (III) 捕集錯体に適用し、その中心金属を51Cr反跳原子 が置換する際の反跳エネルギー依存性を調べた。その結果、数百eVの打ちこみエネ ルギーでは、中心金属置換収率が8〜9%程度であったのに対し、20〜30keV の範囲ではその収率は約2倍になり、さらにエネルギー増加に対してゆるやかに収率 が増加していくという興味がある結果が得られた。