低速陽電子ビームによる高分子薄膜材料の極微構造評価

使用慢正电子束评估聚合物薄膜材料的超微结构

• 批准号: 00J01484
• 负责人: 田代 睦
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00J01484/
• 关键词: 低速陽電子ビーム; 高分子薄膜; 自由体積; 陽電子寿命; パルス; 表面・界面; ポジトロニウム; ナノテクノロジー

1.大阪大学産業科学研究所の電子線形加速器から得られる低速陽電子ビームを用いた陽電子寿命測定システムについて、昨年度に引き続き時間分解能等装置性能の向上を行った。バンチ波形は以前調整されたものを使用したが、そのオフセット電圧を調整することによりバンチされた陽電子の飛行時間を調整した。その結果、時間分解能として最小290ピコ秒を得ることができた。また、検出器周りの磁場遮蔽の幾何学的構造の変更や、電子線の強度を増加させることにより、陽電子計数率を増加させるとともに寿命スペクトルのS/N比を500程度から2500程度へ大幅に向上させることができ、より信頼性の高い装置を構築することができた。2.高分子薄膜界面付近の構造を自由体積の視点から調べるため、poly(4-hydroxystyrene) (PHS)、polystyrene (PS)の二層膜を形成し、上述の装置を用いて陽電子寿命の深さ依存性を測定した。PHSではポジトロニウム形成を抑制することが知られており、それを示す結果が得られたが、PHS層においては性質の異なる2つの層が形成されていることが示唆された。また、ケイ素骨格高分子薄膜上に金を蒸着したものに対して同様の測定を行った。poly(methylphenylsilane)において、金コロイドの薄膜中への拡散が報告されているが、ポジトロニウム形成量が薄膜内部でも変化しており、金蒸着によって薄膜内部の構造を変化させることが示された。これらの詳細な機構については今後の検討課題である。3.高分子中において陽電子と電子の束縛状態であるポジトロニウムの形成に関する理解を得るため、低温PMMAについて線源ベースの陽電子寿命測定を行い、放射線照射によるポジトロニウム形成確率の時間依存性、温度依存性などと赤外-紫外吸収分光測定結果との比較検討を行った。PMMAでのポジトロニウム形成量がPMMAアニオンラジカルと相関があることから、ポジトロニウムは、放射線照射によってたたき出された電子と陽電子が直接結合したり、あるいはその電子がPMMA(あるいは分解したMMAモノマー)に浅く捕獲されて比較的安定に存在し、その電子を陽電子が引き抜くことによって形成されることがわかった。

1. The electron linear accelerator at Osaka University's Institute of Industrial Sciences has been improving its performance in measuring the lifetime of positrons at low speed and in time decomposition energy at the same time. The waveform is adjusted by the time of flight of the anode. The result, time decomposition energy, minimum 290 seconds. The geometric structure of the magnetic field shielding of the detector is changed, the intensity of the electron line is increased, and the S/N ratio of the detector is increased. 2. The viewpoint of free volume of polymer film interface structure is changed from modulation to formation of poly(4-hydroxystyrene) (PHS) and polystyrene (PS) bilayer films, and the dependence of positron lifetime in the application of the above devices is determined. The PHS layer has different properties. The PHS layer has different properties. The determination of gold on a thin polymer film Poly(methylphenylsilane) film, gold film, thin film. This is a detailed review of the organization. 3. The relationship between the bound state of positron and electron in polymers and the formation of positron in PMMA at low temperature was studied. The time dependence and temperature dependence of the formation accuracy of positron and electron in PMMA under radiation irradiation were compared. PMMA is the most stable form of electron in PMMA(PMMA), which is the most stable form of electron in PMMA (PMMA).

项目成果

M.Tashiro et al.: "Behavior of positronium in polystyrene and its derivatives"Radiation Physics and Chemistry. (in press).

M.Tashiro 等人：“聚苯乙烯及其衍生物中正电子素的行为”辐射物理与化学。

M.Tashiro et al.: "Influence of radiation-induced species on positronium formation poly(methylmethacrylate) at low temperature"Radiation Physics and Chemistry. (in press).

M.Tashiro 等人：“低温下辐射诱导物质对正电子素形成聚（甲基丙烯酸甲酯）的影响”辐射物理与化学。

田代 睦 他: "電子線形加速器ベース低速陽電子ビームの短パルス化による陽電子寿命測定システムの開発"Proceedings of the 27^<th> Linear Accelerator Meeting in Japan. 222-224 (2002)

Mutsumi Tashiro 等人：“通过缩短基于电子直线加速器的慢速正电子束来开发正电子寿命测量系统”第 27 届日本直线加速器会议记录 222-224 (2002)。

M.Tashiro et al.: "The Effects of Free Volumes on Charge Carrier Transport in Polysilanes Probed by Positron Annihilation"Radiation Physics and Chemistry. (in press).

M.Tashiro 等人：“通过正电子湮灭探测聚硅烷中自由体积对电荷载流子传输的影响”辐射物理和化学。

M.Tashiro et al.: "Study of interfaces in polymer bilayers using slow positron beam"Applied Surface Science. 194. 182-188 (2002)

M.Tashiro 等人：“使用慢正电子束研究聚合物双层中的界面”应用表面科学。