レーザー誘起超高周波超音波を用いた気液・液液界面の化学状態解析法の開発

激光诱导超高频超声气-液/液-液界面化学态分析方法的发展

• 批准号: 05855119
• 负责人: 原田 明
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 1994
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05855119/
• 关键词: レーザー誘起超音波; 時間分解分光; 光熱変換分光法; 液体表面; 液液界面; 過度反射格子法; 非線形光学

液体界面は、物質移動や化学反応の場であり物質分離や界面反応を考える上で極めて重要である。本研究では、系を乱さず界面を選択的に捕らえるための全く新しいレーザー分光法を開発して応用することを目的とした。申請者らは、光の干渉性と光熱変換現象とを組み合わせて利用する計測法を新たに開発し、固体表面に適用して、新しい測定法として有望なことを実証してきた。本法の気液界面・液液界面への適用例はなく、熱力学的特性を測定する新しい界面計測手法となると期待された。主に水溶液表面を対象とした検討を行い、以下の成果を得た。(1)測定時間の短縮・SNの向上を測り、気液・液液界面を対象として測定可能なシステムを新たに構築した。(2)様々な試料系を検討した結果、色素水溶液系で高強度かつ安定な信号を得られることが判明した。信号強度の吸光度依存性を調べることで、試料由来の信号が得られることを確認した。(3)信号強度の励起光強度依存特性を調べ、液体表面では固体表面・固液界面で得られる現象と異なる現象が支配していることを見いだした。液体表面では、2次の非線形光学過程が信号に寄与していることを見いだした。(4)音波長(1〜4mum)を変えて系統的に測定を行った。これにより、この信号が液体表面由来であることを確認した。また、熱・物質拡散とは異なる何らかの拡散現象が、信号に現れていることを見いだした。(5)以上、液体表面に特異的な信号を得て、本法が液体表面にも応用できることを示した(なお、液液界面への適用は時間的余裕が無く信号の確認だけに留まった)。これは、液体表面を対象としてサブナノ秒の時間分解能での光熱変換信号が確認された始めてのケースである。しかし、先に述べたようにこれまで固体系で得た結果とは異なる信号特性を持つことから新たな現象解析と理論的検討が必要であり、今度の課題となっている。

Liquid interface は, mobile や chemical matter against 応 の field で あ り material separation や interface against 応 を exam え で extremely on る め て important で あ る. This study で は, department を さ ず interface を sentaku に of catching ら え る た め の く all new し い レ ー ザ ー spectrometry を open 発 し て 応 with す る こ と を purpose と し た. Applicants ら は, dry light の involved sexual と variations of field change phenomenon と を group み close わ せ て using す る new method of measuring を た に open 発 し, solid surface に applicable し て, new し い measurement と し て could な こ と を card be し て き た. This law の 気 fluid interface, liquid-liquid interface へ の applicable example は な く, determination of the characteristics of thermodynamics を す る new し い interface measuring technique と な る と expect さ れ た. The main に aqueous solution surface を competes with と <s:1> た検 for を and the following <s:1> results を obtain た. (1) time の shortening, SN の を り, upward 気 liquid, liquid liquid interface を like と seaborne し て determination may な シ ス テ ム を new た に build し た. (2) others 々 な sample department を beg し 検 た results, pigment solution で high-strength か つ settle を な signal to ら れ る こ と が.at し た. The dependence of signal strength and <s:1> absorbance is を adjusted to べる とで とで とで, and the source of the test material is が to られる とを とを とを to confirm the た. (3) the signal strength の wound up light intensity dependent features を べ, liquid surface で は solid surface · solid-liquid interface で ら れ る phenomenon と different な る phenomenon が dominate し て い る こ と を see い だ し た. The が signals of the で だ and the two <s:1> non-linear optical processes on the liquid surface are に sent to the <s:1> て る る とを とを とを とを とを とを とを とを とを とを can be found in だ だ た た. (4) The に determination of the sound wavelength (1 to 4mum)を variation えて system を rows った. Youdaoplaceholder0 れによ, <s:1> signal が origin of liquid surface である とを confirmation of <s:1> た. ま た, hot material company, scattered と は different な る what ら か の が company, dispersion phenomenon, signal に now れ て い る こ と を see い だ し た. More than (5), liquid surface に specific な が liquid surface signal を て, this law に も 応 with で き る こ と を shown し た (な お, liquid-liquid interface へ の applicable は time margin が no く signal の confirm だ け に leave ま っ た). こ れ は, liquid surface を like と seaborne し て サ ブ ナ の ノ seconds can decompose で の solar-thermal variations in signal が confirm さ れ た beginning め て の ケ ー ス で あ る. し か し, first に above べ た よ う に こ れ ま で solid system will have his で た と は different な る signal feature を hold つ こ と か ら new た な phenomenon of analytic theory of と 検 が necessary で あ り, this degree is の subject と な っ て い る.

项目成果

A.HARATA, H.NISHIMURA, T.TANAKA, T.SAWADA: "Laser Stimulated Scattering Microscope:A Tool for Investigating Modified Metallic Surfaces." Review of Scientific Instruments. 64. 618-622 (1993)

A.HARATA、H.NISHIMURA、T.TANAKA、T.SAWADA：“激光受激散射显微镜：研究改性金属表面的工具。”

Q.SHEN, A.HARATA, T.SAWADA: "Analysis of Metallic Multilayers Using Hypersonic Surface Waves Induced by Transient Reflecting Gratings." Japanese Journal of Applied Physics. 32. 3628-3632 (1993)

Q.SHEN、A.HARATA、T.SAWADA：“使用瞬态反射光栅诱导的高超音速表面波分析金属多层。”

澤田嗣郎、原田 明: "レーザーさざ波顕微鏡" 現代科学. 12. 24-29 (1993)

Tsuguro Sawada、Akira Harada：“激光波纹显微镜”现代科学 12. 24-29 (1993)。

A.HARATA, T.SAWADA: "Evaluation and Imagine of Materials Using Picosecond Laser-Induced Ultrasonics." Japanese Journal of Applied Physics.32. 2188-2191 (1993)

A.HARATA、T.SAWADA：“使用皮秒激光诱导超声波对材料进行评估和想象。”

A.HARATA, Q.SHEN, T.TANAKA, T.SAWADA: "Laser-Stimulated Scattering Microscope Study of an Ion-Implanted Silicon Surface." Japanese Journal of Applied Physics. 32. 3633-3638 (1993)

A.HARATA、Q.SHEN、T.TANAKA、T.SAWADA：“离子注入硅表面的激光刺激散射显微镜研究”。