極低温ヘリウム原子用精密反射鏡の開発

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本研究の研究期間は平成17年9月までである。下記のような実験を行った。1.表面構造を利用した反射型回折格子による原子波回折の研究:溝状構造のある領域と平面の領域が交互にピッチ0.5mmの格子状に加工されたシリコン表面の反射を測定した。正反射された原子の他に1次回折原子が観測されたが、平面部分で反射率が低いため利用できる原子数は少ない。溝のピッチが異なる領域を交互に並べる表面構造(位相格子)を作り反射を測定したが、回折効率は非常に低かった。理論的考察により、表面構造からの反射では振幅と位相を独立に変えることが難しいため、位相格子の実現は困難であることが判明した。2.シリコン表面に蒸着したニッケル薄膜による反射の研究:スピン偏極したヘリウム準安定状態ビームを微弱な磁場のプローブとして用いる可能性を探るため、回折格子状のニッケル薄膜パターンを作成し反射測定を行った。ピッチ254μmの回折格子状薄膜では、50%以上の反射率が得られ、高次回折ビームが観測された。速度の速い原子はラシダムに散乱されるが、低速ビームはコヒーレントに反射されることが示され、原子リソグラフィー用反射型ホログラムを実現する可能性を示すことが出来た。