京都府立大学 生命科学研究科 応用生命科学専攻 環境計測学研究室のホームページ

研究内容

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研究は主に二つの分野-環境中の微量元素分析、および薄膜分析技術の開発-を 行なっています。また、これらの基礎となる原子・分子物理学の研究も行っています。キーワードは「イオンビーム」と「放射線」です。

微量元素分析

  • PIXE法を用いた環境中の微量元素分析

標的原子に高速のイオンを当てると、PIXE原子の内殻の電子がはじき飛ばされる現象 (内殻電離)が起きることがあります。内側にできた孔を埋めるために外側の電子 が落ち込みますが、その時に原子特有のX線を放出します。このX線のエネルギー と個数を正確に数えることで標的内にわずかに含まれる微量元素をppbからppmの 桁で測ることができます。これをPIXE(「ピクシー」と読む。Proton Induced X-ray Emissionの略)法といいます。 この方法を使って現在、アジサイ中のアルミニウムの濃度分布を調べたり( →少し詳しい内容へ )、 河川土壌における微量元素分布を調べています。

薄膜分析技術の開発

  • TOF-ERDA技術開発

試料に高速のイオンをぶつけると、試料に含まれる原子が弾き飛ばされます。この弾き飛ばされた原子(反跳原子)を測定することによって試料内のどの深さにどのような元素が含まれているかを知ることができます。このように、試料にイオンを照射して放出される反跳原子を測定することによって元素分析、深さ分析を行う手法を弾性反跳粒子検出(ERDA)法といいます。当研究室では、飛行時間(TOF)法を用いて反跳原子を精密測定することによって、深さ分解能に優れて複数の元素を同時に分析できるTOF-ERDA法の開発を行っています。これによって電子デバイス等に用いられる厚さが数nmから数十nmの薄膜を評価する技術を確立することを目指しています。

原子・分子物理学

  • 静電型イオントラップの開発と冷却分子イオンビームの生成

加速された分子イオンが他の原子や分子と相互作用を起こす際に、その反応の起こり やすさは分子イオンの振動励起状態に依存します。一方、イオン源でtrap生成される分子 イオンは様々な振動励起状態に分布しています。そこで、相互作用をより詳しく調べ るためには、ある一定の振動状態にそろえられた分子イオンビームを準備することが大切 になります。 研究室では、振動基底状態の分子イオンビームを生成し、それを簡便にビーム実験に 供することができるような静電型のkeVイオンビームトラップを開発しました(→ 少し詳しい内容へ )。 現在このトラップを利用して、準安定状態の原子の放射寿命を調べる研究をすすめています。

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